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激光雷達(dá)探測技術(shù)新進(jìn)展大氣污染觀測有保障

2020-01-07 13:29:36來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：激光雷達(dá)閱讀量：4379

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】近年來，隨著醫(yī)學(xué)研究的不斷深入，有越來越多的研究指出大氣污染對人體健康的危害，尤其對于老人、兒童、孕婦等弱勢群體而言，減少空氣污染對他們的身體健康有立竿見影的效果。“消除霧霾，重塑藍(lán)天”已成為改善民生的當(dāng)務(wù)之急。我國政府在實(shí)施加強(qiáng)監(jiān)管污染企業(yè)、提高燃料排放標(biāo)準(zhǔn)、減少煤炭消耗等一系列大氣防治措施的同時(shí)，也在逐步改善國內(nèi)大氣檢測分析技術(shù)創(chuàng)新的科研條件，力求推動我國大氣檢測技術(shù)的更新和發(fā)展。

　　近日，對于近地面PM2.5等大氣污染物的觀測與污染從發(fā)生到演變再到消散這一過程的科學(xué)研究，我國科研人員又研制出了新武器——激光雷達(dá)。據(jù)了解，這些由激光束所形成的“大氣探針”不僅可以從平原、山脈以及海上向天空發(fā)射，而且還能夠以車載、船載形式移動，實(shí)時(shí)監(jiān)測從地面到10公里高空范圍內(nèi)的霧霾成分及其分布狀況，并直接獲取近地面PM2.5等大氣污染物的觀測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對近地面空氣污染的無盲區(qū)垂直立體探測。目前這一新技術(shù)已經(jīng)在京津冀、長三角、川渝等多個(gè)區(qū)域加快了普及和應(yīng)用的步伐，京津冀地區(qū)幾乎實(shí)現(xiàn)了全覆蓋觀測。

　　激光雷達(dá)技術(shù)是指通過探測激光與大氣中各種分子和氣溶膠等介質(zhì)相互作用的輻射信號來演繹大氣性質(zhì)的設(shè)備，它具有快速、檢測范圍廣等特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測大氣環(huán)境，開展城市污染演變、區(qū)域性污染物分布、污染物傳輸?shù)裙δ堋?br />

　　從20世紀(jì)60年代問世至今，激光雷達(dá)技術(shù)經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，在大氣污染、環(huán)境保護(hù)、氣象與氣候、遙感科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。激光雷達(dá)波長短、單色性好、方向性強(qiáng)、相干擾性高和體積小，因而具有良好的空間分辨率、探測靈敏度和抗干擾能力，不僅可以對大氣成分、能見度、大氣密度、溫度和濕度等的變化進(jìn)行分析，而且對城市上空污染物的擴(kuò)散、沙塵暴過程進(jìn)行有效的監(jiān)測。

　　然而，由于激光雷達(dá)是利用激光器作為發(fā)射光源，技術(shù)要求較高，因而在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一些難以避免的應(yīng)用問題，比如測量精度容易受大氣的光傳輸效應(yīng)的影響、不能實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)檢測、濃霧、雨、雪天氣中無法應(yīng)用、波束窄，只能在較小范圍內(nèi)搜索捕獲目標(biāo)等。但值得相信的是，隨著應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的不斷擴(kuò)大，激光雷達(dá)在大氣污染中的觀測技術(shù)也會得到不斷提高、發(fā)展和創(chuàng)新。

　　除激光雷達(dá)之外，近幾年針對重污染時(shí)段和重污染過程的車載走航、機(jī)載觀測地基遙感和衛(wèi)星遙感觀測技術(shù)也得到了大力發(fā)展。其中衛(wèi)星遙感監(jiān)測能夠周期性、全覆蓋觀測地表，提供大氣污染源的空間分布及變化，可以用于灰霾、霧、氣溶膠、PM2.5、SO2、NO2、CO、CH4等大氣污染參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)區(qū)域、城市群和全國范圍內(nèi)大氣環(huán)境的實(shí)時(shí)有效檢測。

（資料來源：新華網(wǎng)、百度百科）

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