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消除盲區(qū) 新型激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)近地面霧霾探測(cè)

2019-12-28 10:38:37來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：激光雷達(dá)閱讀量：5107

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】自從霧霾問(wèn)題暴露在大眾面前并被柴靜的《穹頂之下》徹底引爆以來(lái)體驗區，霧霾、PM2.5等詞已經(jīng)逐漸從網(wǎng)絡(luò)熱詞成為我們的日常生活活動上。我們已經(jīng)習(xí)慣了在天氣預(yù)報(bào)里獲取PM2.5和霧霾信息有望，并將其作為今日空氣質(zhì)量的主要判斷標(biāo)準(zhǔn)。公眾對(duì)霧霾的重視在推動(dòng)政府的大氣污染治理工作發(fā)展之外導向作用，還促進(jìn)了霧霾監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步方案。

　　近日，我國(guó)的霧霾監(jiān)測(cè)技術(shù)又有了新進(jìn)展十大行動，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制出新型激光雷達(dá)左右，彌補(bǔ)了以往激光雷達(dá)探霾技術(shù)存在于地面至500米高空范圍的盲區(qū)。激光雷達(dá)技術(shù)早在上世紀(jì)60年代就已經(jīng)被應(yīng)用于海水深度測(cè)量中綜合措施，之后應(yīng)用領(lǐng)域不斷獲得擴(kuò)展可靠保障，但作為霧霾探測(cè)方法還是一個(gè)加入戰(zhàn)場(chǎng)沒(méi)幾年的“新兵”。

　　相對(duì)于微波與電磁波設計標準，光波具有更短的波長(zhǎng)開展，因此可以與大氣中的分子和浮塵相互作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)霧霾的探測(cè)發揮重要帶動作用，這就是激光雷達(dá)探測(cè)霧霾的工作基礎(chǔ)意向。在工作時(shí)，雷達(dá)從發(fā)展單元發(fā)射出高頻段的光脈沖文化價值，光束遇到大氣中的氣溶膠顆列问?；蚍肿雍蟀l(fā)生后向散射，由接收單元接收信號(hào)不斷完善，按一定頻率采集并憑借回波信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算氣溶膠在大氣中的密度譜和空間頻率進一步提升，同時(shí)一句發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算距離。激光雷達(dá)技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)霧霾營造一處，幫助我們了解霧霾的形成改革創新、變化和消散過(guò)程。

　　然而激光雷達(dá)應(yīng)用的“后向散射”在近距離單位內(nèi)存在探測(cè)過(guò)渡區(qū)和和盲區(qū)(常用幾何因子來(lái)描述其接收后向散射光的完整程度)取得顯著成效，受影響的范圍一般在地面到200~300 m的空中新模式，而這一范圍正是霧霾的主要發(fā)生區(qū)域，也是環(huán)保部門(mén)的中間監(jiān)測(cè)對(duì)象不容忽視。為解決這一問(wèn)題提高，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的研究員在雙成像探測(cè)器件和連續(xù)激光器的基礎(chǔ)上利用側(cè)向散射探測(cè)大氣中的氣溶膠。側(cè)向散射沒(méi)有過(guò)渡區(qū)和盲區(qū)進入當下，在500m以下的近地面段空間分辨率和測(cè)量精度都很高紮實，缺點(diǎn)在于遠(yuǎn)距離空間分辨率不足，剛好與后向散射型激光雷達(dá)形成互補(bǔ)新體系。

　　近年來(lái)投入力度，國(guó)內(nèi)外不少團(tuán)隊(duì)都在研究用于大氣探測(cè)的側(cè)向散射激光雷達(dá)系統(tǒng)創造，例如中科院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所基于電荷耦合器的側(cè)向散射激光雷達(dá)探測(cè)近地面氣溶膠技術(shù)等。而合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制的激光雷達(dá)優(yōu)勢(shì)在于核心器件國(guó)產(chǎn)化貢獻法治。作為探測(cè)霧霾的主要技術(shù)之一設備製造，激光雷達(dá)的核心技術(shù)之前一直沒(méi)有被我國(guó)掌握，直到今年5月才在雷達(dá)光源等多個(gè)研究方面取得突破攻堅克難，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家的壟斷管理。側(cè)向散射激光雷達(dá)的研制成功更進(jìn)一步表明我們?cè)诩す饫走_(dá)技術(shù)上與先進(jìn)水平的差距已經(jīng)越來(lái)越小。

　　空氣質(zhì)量問(wèn)題與人們的健康息息相關(guān)雙向互動，我國(guó)的“保衛(wèi)藍(lán)天”計(jì)劃已經(jīng)卓有成效效率和安，但霧霾問(wèn)題還需要持續(xù)發(fā)力。新的技術(shù)帶來(lái)精度更高的探測(cè)結(jié)果品牌，為霧霾的研究與治理提供更詳細(xì)的信息範圍，將為我們?cè)谶@“看得見(jiàn)”的戰(zhàn)場(chǎng)上，獲取更大的優(yōu)勢(shì)紮實做。

　　資料來(lái)源：新華網(wǎng)

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