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西安理工激光雷达研究为治污减霾提供科技支撑

2019-05-08 11:46
激光说
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近日,国内光学领域权威期刊《光学学报》2019年第3期封面文章报道了西安理工大学研发全天时大气温度探测激光雷达的最新进展,发表了西安理工大学激光雷达研究团队的最新论文,并评价该团队的研究成果对气候的监测具有重要的意义。

据西安理工大学副校长、西安理工大学激光雷达大气遥测研究中心负责人华灯鑫教授介绍,激光雷达作为一种主动遥感探测工具已有几十年的历史,已广泛用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域。随着激光技术、信号探测技术和数据采集及控制技术的发展,使激光雷达在大气探测高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势,是其他探测手段无法比拟的。相对于微波、电磁波雷达来说,光波具有较短的波长,因此它可以利用光与大气中存在的分子和浮尘的相互作用来实现对大气光学及物理特性、气象/气候参数进行高时空分辨率的精细探测,是一种近年快速发展的全新探测技术,是现代雷达探测技术从厘米波,毫米波向光波探测技术延伸,实现遥感探测技术向高时空分辨率、高精度领域发展。

华灯鑫说,“通俗地讲,激光雷达扫描一圈,很短时间内我们不仅可以获知大气的温度、湿度、温度分层,而且大气的颗粒物分布浓度、颗粒物是什么,都可以知道。在气象、民航、军事等领域有着广泛的应用需求。”

前两年,西安理工大学激光雷达大气遥测研究中心的“大气气溶胶及沙尘探测米散射激光雷达”团队在国家重大基础研究计划、国家重大科研仪器研制项目的支持下,研制出了具有对眼安全、结构紧凑、可移动式的全天候运行的大气气溶胶及沙尘探测米散射激光雷达系统,系统可探测水平0-9km、垂直0-15km的大气气溶胶及卷云的光学特性,每个廓线探测时间10分钟以内;提出了利用激光遥感技术探测雾霾(颗粒物、污染物)的方法,研发了基于人眼安全的全天时激光遥感雾霾空间分布探测系统,解决了国外同类产品在国内高气溶胶聚集区域信号失真并无法获取原始数据的问题,弥补了现有测量仪器仅获得单点信息的不足。

该系统在渭南市环境监测站、中科院大气所、总装某基地等相关科研院所及环境监测系统成功应用,为解明雾霾成因及传输机理提供理论基础和技术支持,为治污减霾提供了强有力的科技支撑。

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