平流层臭氧对保护整个地球生态系统起着重要的作用，而高空大气中的氮氧化物是臭氧破坏的催化剂和源气体，在平流层下部的臭氧光化学反应中起到主要作用。太阳风暴期间，高能粒子沉降引起的电离和离解可使得高层大气 氮氧化物 显著增加，长寿命的氮氧化物在极区向下输运到平流层，甚至能传播到中低纬，从而影响平流层臭氧化学。青藏高原是地球“第三极”，是全球能量、水汽的关键交换区，其热力动力作用是全球大气环流机制中的重要影响因素，高海拔和远离人类活动的特点使得它成为北半球环境变化的敏感区域，是研究全球气候环境变化和临近空间大气对太阳活动响应原位探测的最佳场所之一。
中国科学院战略性先导科技专项 “鸿鹄专项” 的科学目标之一就是增进人类对太阳风暴在临近空间环境的短期响应问题的认知。中国科学院国家空间科学中心空间环境探测重点实验室等离子体研究室长期从事临近空间大气环境成分原位探测技术研究。该室科研人员承担了“鸿鹄专项”中“临近空间对太阳风暴响应特征观测研究”任务，并于2019年和2020年在我国青藏高原地区开展了临近空间浮空平台(高空气球)科学实验。
基于可见-紫外光谱吸收法原理和真空增减压技术，载荷负责人王馨悦带领的研究团队针对临近空间大气氮氧化物气体探测提出的大气氮氧化物气体分析仪，是高空气球两次科学观测实验飞行任务的主载荷之一，也是我国自研的首台原位探测临近空间大气氮氧化物的载荷。在2019和2020年的两次任务中，成功获取了青藏高原上空5-30公里夏季大气氮氧化物的分布特征、揭示了光解反应和双分子反应在高空氮氧化物变化中的竞争关系，从而揭开了第三极上空氮氧化物变化的冰山一角。相关成果发表在《科学通报》上。
图：高空气球的观测结果. (a)大气NO，NO2，NOx的混合比随高度的变化 (b)大气NO和NO2在NOx中的占比 (c) 臭氧随高度的变化 (d) 高空气球轨迹上温度随高度的变化(e) 9～15公里大气NO2和温度变化的相关性曲线
论文链接： http://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2021-1279