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激光雷達探測技術新進展大氣污染觀測有保障

2020-01-07 13:29:36來源：儀器網(wǎng)關鍵詞：激光雷達閱讀量：4433

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】近年來，隨著醫(yī)學研究的不斷深入，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，重塑藍天”已成為改善民生的當務之急。我國政府在實施加強監(jiān)管污染企業(yè)、提高燃料排放標準、減少煤炭消耗等一系列大氣防治措施的同時，也在逐步改善國內(nèi)大氣檢測分析技術創(chuàng)新的科研條件，力求推動我國大氣檢測技術的更新和發(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研究，我國科研人員又研制出了新武器——激光雷達。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，實時監(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。目前這一新技術已經(jīng)在京津冀、長三角、川渝等多個區(qū)域加快了普及和應用的步伐，京津冀地區(qū)幾乎實現(xiàn)了全覆蓋觀測。

　　激光雷達技術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)的設備，它具有快速、檢測范圍廣等特點，能夠?qū)崟r準確地監(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60年代問世至今，激光雷達技術經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，在大氣污染、環(huán)境保護、氣象與氣候、遙感科學等領域的應用已經(jīng)較為成熟。激光雷達波長短、單色性好、方向性強、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行分析，而且對城市上空污染物的擴散、沙塵暴過程進行有效的監(jiān)測。

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

　　除激光雷達之外，近幾年針對重污染時段和重污染過程的車載走航、機載觀測地基遙感和衛(wèi)星遙感觀測技術也得到了大力發(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)，實現(xiàn)對重點區(qū)域、城市群和全國范圍內(nèi)大氣環(huán)境的實時有效檢測。

（資料來源：新華網(wǎng)、百度百科）

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