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解決方案

氣溶膠激光雷達:為大氣做“CT”

激光制造網(wǎng) 來源:科技日報2024-12-19 我要評論(0 )   

氣溶膠激光雷達,作為一種先進的地基垂直遙感氣象觀測設(shè)備,可以觀測大氣氣溶膠分布與狀態(tài)。“它主要基于米散射原理,通過發(fā)射激光脈沖與大氣中的氣溶膠相互作用,產(chǎn)生...

氣溶膠激光雷達,作為一種先進的地基垂直遙感氣象觀測設(shè)備,可以觀測大氣氣溶膠分布與狀態(tài)?!八饕诿咨⑸湓恚ㄟ^發(fā)射激光脈沖與大氣中的氣溶膠相互作用,產(chǎn)生后向散射光。工作人員通過檢測后向散射光的強度,可獲取大氣氣溶膠分布等信息?!崩盍终f,氣溶膠激光雷達就像一臺超級顯微鏡,能讓觀測者看清空氣中那些微小顆粒的一舉一動。

  與常見的天氣雷達相比,氣溶膠激光雷達主要用于氣溶膠污染物的探測,工作波長更短?!按蠖鄶?shù)氣溶膠激光雷達的波長為532納米?!崩盍纸榻B,該波長處于可見光譜區(qū)域中綠色光的范圍,因而氣溶膠激光雷達在夜間工作時會發(fā)出一道綠光。

  波長為532納米的氣溶膠激光雷達之所以成為主流,首先是因為波長532納米的光散射截面大。光的散射截面大,大氣對其吸收相對較少,就可提升探測靈敏度。除此之外,532納米波長的激光雷達技術(shù)相對成熟,相關(guān)光學(xué)元件、探測器等設(shè)備性能穩(wěn)定可靠,有助于降低后期運維成本。

  給日常生活提供便利

  氣溶膠激光雷達主要具有三大優(yōu)點。“一是探測距離遠,能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離精確探測;二是時間分辨率高,可以捕捉到大氣中氣溶膠的快速變化;三是不受白天黑夜限制,可晝夜連續(xù)工作?!崩盍终f,這些優(yōu)勢使得氣溶膠激光雷達成為當(dāng)前氣象觀測的主力設(shè)備之一。

  在進行氣象觀測時,氣溶膠激光雷達發(fā)射的激光可以對大氣環(huán)境進行逐層“CT”掃描,其雷達系統(tǒng)收集到掃描信號后,便會進行自動分析,將其轉(zhuǎn)換為空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。隨后,空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)會被傳至后臺,工作人員通過手機App或電腦即可接收,再據(jù)此分析空氣污染源。

  除此之外,工作人員還會根據(jù)氣溶膠激光雷達的掃描結(jié)果,利用無人機對重點污染源實施空中精準(zhǔn)定位和快速核查,并利用大氣環(huán)境監(jiān)測走航車對重點污染源實施地面精準(zhǔn)定位和快速核查。

  李林介紹,氣溶膠激光雷達可為天氣過程觀測、災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)警和大氣污染成因研究等提供重要數(shù)據(jù)支撐,提升當(dāng)?shù)貧庀箢A(yù)報能力、預(yù)警時效和應(yīng)急處置能力。

  同時,氣溶膠激光雷達能為公眾日常生活提供便利。例如,通過分析氣溶膠激光雷達獲取的信息,工作人員可以掌握污染物的傳輸路徑,向公眾發(fā)布預(yù)警。“這有助于公眾合理安排出行計劃,免受不利天氣的影響?!崩盍终f。


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