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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年12月30日 09:16:34 來源：儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：4950

近日，我國(guó)的霧霾監(jiān)測(cè)技術(shù)又有了新進(jìn)展,，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制出新型激光雷達(dá),，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)。

　　【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】自從霧霾問題暴露在大眾面前并被柴靜的《穹頂之下》徹底引爆以來,，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。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,，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，還促進(jìn)了霧霾監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步,。
 
　　近日,，我國(guó)的霧霾監(jiān)測(cè)技術(shù)又有了新進(jìn)展，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制出新型激光雷達(dá),，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，之后應(yīng)用領(lǐng)域不斷獲得擴(kuò)展,，但作為霧霾探測(cè)方法還是一個(gè)加入戰(zhàn)場(chǎng)沒幾年的“新兵”,。
 
　　相對(duì)于微波與電磁波，光波具有更短的波長(zhǎng),，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)，這就是激光雷達(dá)探測(cè)霧霾的工作基礎(chǔ),。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，光束遇到大氣中的氣溶膠顆?；蚍肿雍蟀l(fā)生后向散射,，由接收單元接收信號(hào)，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,，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，幫助我們了解霧霾的形成、變化和消散過程,。
 
　　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)過渡區(qū)和和盲區(qū)(常用幾何因子來描述其接收后向散射光的完整程度),，受影響的范圍一般在地面到200~300 m的空中，而這一范圍正是霧霾的主要發(fā)生區(qū)域,，也是環(huán)保部門的中間監(jiān)測(cè)對(duì)象,。為解決這一問題，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)向散射沒有過渡區(qū)和盲區(qū),，在500m以下的近地面段空間分辨率和測(cè)量精度都很高，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),。
 
　　近年來，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),，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。作為探測(cè)霧霾的主要技術(shù)之一,，激光雷達(dá)的核心技術(shù)之前一直沒有被我國(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，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家的壟斷,。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)上與水平的差距已經(jīng)越來越小,。
 
　　空氣質(zhì)量問題與人們的健康息息相關(guān)，我國(guó)的“保衛(wèi)藍(lán)天”計(jì)劃已經(jīng)卓有成效,，但霧霾問題還需要持續(xù)發(fā)力,。新的技術(shù)帶來精度更高的探測(cè)結(jié)果，為霧霾的研究與治理提供更詳細(xì)的信息,，將為我們?cè)谶@“看得見”的戰(zhàn)場(chǎng)上,，獲取更大的優(yōu)勢(shì)。
 
　　資料來源：新華網(wǎng)
 
　　編輯點(diǎn)評(píng)：據(jù)北京市統(tǒng)計(jì),，每次出現(xiàn)重度霧霾的天氣,，來市屬各大醫(yī)院的呼吸科就診的患者就增加2-5成。而我國(guó)也早已把霧霾天氣作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào),。環(huán)境保護(hù)角度出發(fā),，研究出了探霾的雷達(dá)可謂是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要一環(huán)。
 
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