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近日,我国的雾霾监测技术又有了新进展,中科院合肥物质科学研究院研制出新型激光雷达,弥补了以往激光雷达探霾技术存在于地面至500米高空范围的盲区。 激光雷达技术早在上世纪60年代就已经被应用于海水深度测量中,之后应用领域不断获得扩展,但作为雾霾探测方法还是一个加入战场没几年的“新兵”。相对于微波与电磁波,光波具有更短的波长,因此可以与大气中的分子和浮尘相互作用,从而实现对雾霾的探测,这就是激光雷达探测雾霾的工作基础。在工作时,雷达从发展单元发射出高频段的光脉冲,光束遇到大气中的气溶胶颗粒或分子后发生后向散射,由接收单元接收信号,按一定频率采集并凭借回波信号数据计算气溶胶在大气中的密度谱和空间频率,同时一句发射和接收的时间差计算距离。激光雷达技术可以实时监测雾霾,帮助我们了解雾霾的形成、变化和消散过程。 近年来,国内外不少团队都在研究用于大气探测的侧向散射激光雷达系统,例如中科院安徽光学精密机械研究所基于电荷耦合器的侧向散射激光雷达探测近地面气溶胶技术等。而合肥物质科学研究院研制的激光雷达优势在于核心器件国产化。作为探测雾霾的主要技术之一,激光雷达的核心技术之前一直没有被我国掌握,直到今年5月才在雷达光源等多个研究方面取得突破,打破了发达国家的垄断。侧向散射激光雷达的研制成功更进一步表明我们在激光雷达技术上与国际水平的差距已经越来越小。 近期,中科院合肥物质科学研究院副研究员王珍珠等人基于双成像探测器件和连续激光器,采用“侧向散射”技术方案,研发出一种激光雷达新技术,可对从地面到2公里高空范围内的雾霾进行精确、清晰地垂直立体探测,解决了从地面到500米高空范围内存在的近地面“盲区”问题。经外场试验表明此项技术可行,并具备核心器件国产化、小型化、成本低等优点。 “近地面空间与人类的生产生活联系最紧密,新技术使得我们无论是白天还是夜晚,都可以对雾霾进行高精度的探测和研究,为进一步治理提供依据。”王珍珠说。
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