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探测雾霾新武器--激光雷达技术有突破


  来源: 网络综合 时间:2020-01-06 编辑:仪器仪表WXF
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【仪商网-仪器仪表动态】大气激光雷达是激光雷达特有的一种应用,其利用激光与大气成分的相互作用来进行探测。激光雷达监测环境大气的工作原理是:激光器发射激光脉冲,与大气中的气溶胶及各种成分作用后产生后向散射信号,系统中的探测器接收回波信号,并对其进行处理分析,从而得到所需的大气物理要素,具体原理如下图 所示。


激光雷达监测环境大气的工作原理



早在2010年,中科院安徽光学精密机械研究所大气光学中心就成功研制了一台拉曼-米-瑞利散射多参数大气测量激光雷达系统。


近日,中科院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心研发的雾霾天气探测激光雷达新技术,有效用于近地面雾霾垂直分布探测中,相关研究结果以《侧向散射激光雷达探测雾霾天气气溶胶新技术及其反演方法》为题发表在美国地球物理学会学术期刊上。


研究人员介绍,激光雷达是对雾霾天气实施高分辨探测的先进技术手段,研发团队基于双CCD和连续激光器的激光雷达技术研究取得新进展,其具备核心器件国产化、小型化、成本低等优点,外场试验验证了此项技术用于近地面雾霾垂直分布探测的可行性,并论证了其数据反演新算法,可满足气象、环保、健康等领域的应用需求。


激光雷达


“这就是我们的‘大气探针’,可以实时监测从地面到10公里高空范围内的雾霾分布并分析其成分。可以直接获取近地面PM2.5等大气污染物的观测数据,特别是组网观测后,每一个‘探针’所获得的数据还可以进入大气物理、气象模型分析,从而动态、实时地了解雾霾的时间和空间分布、传输通道和总量等关键信息,建立起三维立体的污染物模拟场。”中科院安徽光学精密机械研究所环境光学研究中心专家张天舒在介绍这款空气污染探测中的“新式武器”激光雷达时说。


这种新型激光雷达目前已在京津冀、长三角、川渝等多个人口密集区域加快普及和应用并组网观测,全国装备的总台数约500台,其中京津冀地区约200台,已经实现了观测全覆盖。



配合的重污染时段和重污染过程的车载走航、机载观测地基遥感和卫星遥感观测。针对大气重污染“发生-演变-消散”全过程的核心科学问题,激光雷达为科学家们建立起了大气污染传输通道立体观测网。


据了解,未来激光雷达还将在川渝地区、汾渭平原等区域继续加大投放密度,实现观测全覆盖。同时,探测技术还将向车载、机载、星载等多平台继续发展,实现环保、气象、科研数据的共享,全球科学家就可以合作起来,共同研究治理地球大气污染。

关键词:探测雾霾 激光雷达 技术突破    浏览量:603

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