西安理工激光雷達(dá)廣泛用于氣象領(lǐng)域,為治污減霾提供支撐

日前，國內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《光學(xué)學(xué)報(bào)》2019年第3期封面文章報(bào)道了西安理工大學(xué)研發(fā)全天時(shí)大氣溫度探測激光雷達(dá)的最新進(jìn)展，發(fā)表了西安理工大學(xué)激光雷達(dá)研究團(tuán)隊(duì)的最新論文，并評價(jià)該團(tuán)隊(duì)的研究成果對氣候的監(jiān)測具有重要的意義。

據(jù)西安理工大學(xué)副校長、西安理工大學(xué)激光雷達(dá)大氣遙測研究中心負(fù)責(zé)人華燈鑫教授介紹，激光雷達(dá)作為一種主動(dòng)遙感探測工具已有幾十年的歷史，已廣泛用于激光大氣傳輸、全球氣候預(yù)測、氣溶膠輻射效應(yīng)及大氣環(huán)境等研究領(lǐng)域。隨著激光技術(shù)、信號探測技術(shù)和數(shù)據(jù)采集及控制技術(shù)的發(fā)展，使激光雷達(dá)在大氣探測高度、空間分辨率、時(shí)間上的連續(xù)監(jiān)測和測量精度等方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢，是其他探測手段無法比擬的。相對于微波、電磁波雷達(dá)來說，光波具有較短的波長，因此它可以利用光與大氣中存在的分子和浮塵的相互作用來實(shí)現(xiàn)對大氣光學(xué)及物理特性、氣象/氣候參數(shù)進(jìn)行高時(shí)空分辨率的精細(xì)探測，是一種近年快速發(fā)展的全新探測技術(shù)，是現(xiàn)代雷達(dá)探測技術(shù)從厘米波，毫米波向光波探測技術(shù)延伸，實(shí)現(xiàn)遙感探測技術(shù)向高時(shí)空分辨率、高精度領(lǐng)域發(fā)展?！巴ㄋ椎刂v，激光雷達(dá)掃描一圈，很短時(shí)間內(nèi)我們不僅可以獲知大氣的溫度、濕度、溫度分層，而且大氣的顆粒物分布濃度、顆粒物是什么，都可以知道。在氣象、民航、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求?！比A燈鑫說。

記者了解到，華燈鑫2005年8月回國，籌建西北地區(qū)首家激光雷達(dá)大氣遙測研究中心，開展多參量、多學(xué)科交叉的激光雷達(dá)大氣遙感新技術(shù)、新方法及實(shí)驗(yàn)研究、產(chǎn)品研發(fā)，目前研發(fā)4套地基激光雷達(dá)系統(tǒng)，研究涵蓋大氣主要?dú)庀髤?shù)與物理參數(shù)及植物熒光探測技術(shù)，特別是在大氣溫濕度及氣溶膠全天時(shí)遙感技術(shù)取得一系列國際領(lǐng)先研究成果。“西安理工大學(xué)激光雷達(dá)大氣遙測研究中心的研究課題緊跟國際最新激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，開展國際前沿的激光雷達(dá)探測技術(shù)的研發(fā)，并開展多種形式的國際合作，與國外的公司及大學(xué)建立長期的學(xué)術(shù)交流及合作研究關(guān)系。在保證教學(xué)和科研的同時(shí)，中心也開發(fā)研究一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)激光雷達(dá)遙測系統(tǒng)。去年我校的激光雷達(dá)教師團(tuán)隊(duì)被教育部認(rèn)定為首批全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)?！比A燈鑫介紹。

前兩年，西安理工大學(xué)激光雷達(dá)大氣遙測研究中心的“大氣氣溶膠及沙塵探測米散射激光雷達(dá)”團(tuán)隊(duì)在國家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃、國家重大科研儀器研制項(xiàng)目的支持下，研制出了具有對眼安全、結(jié)構(gòu)緊湊、可移動(dòng)式的全天候運(yùn)行的大氣氣溶膠及沙塵探測米散射激光雷達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)可探測水平0-9km、垂直0-15km的大氣氣溶膠及卷云的光學(xué)特性，每個(gè)廓線探測時(shí)間10分鐘以內(nèi)；提出了利用激光遙感技術(shù)探測霧霾（顆粒物、污染物）的方法，研發(fā)了基于人眼安全的全天時(shí)激光遙感霧霾空間分布探測系統(tǒng)，解決了國外同類產(chǎn)品在國內(nèi)高氣溶膠聚集區(qū)域信號失真并無法獲取原始數(shù)據(jù)的問題，彌補(bǔ)了現(xiàn)有測量儀器僅獲得單點(diǎn)信息的不足。該系統(tǒng)在渭南市環(huán)境監(jiān)測站、中科院大氣所、總裝某基地等相關(guān)科研院所及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)得到成功應(yīng)用，為解明霧霾成因及傳輸機(jī)理提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，為治污減霾提供了強(qiáng)有力的科技支撐。

“我們還承擔(dān)許多國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目，例如國家重大科研儀器研制項(xiàng)目《研究云系降水潛力的全天時(shí)云底溫濕度和上升速度探測激光雷達(dá)》，該項(xiàng)目也是把激光雷達(dá)應(yīng)用于氣象探測，并為人工影響天氣提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，配合人工降水技術(shù)，未來對增強(qiáng)我國缺水地區(qū)的降雨有重要意義。目前，科研研究順利，我們已經(jīng)開發(fā)出集裝箱式的探測天氣的激光雷達(dá)設(shè)備?，F(xiàn)在激光雷達(dá)技術(shù)正在從科研走向市場，走向用戶，我們也在加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，我們正在把一些科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，相信未來我們的許多科研成果將變成產(chǎn)品，走向市場，為社會發(fā)展服務(wù)。”華燈鑫教授介紹。