激光雷達將成為霧霾和沙塵天氣監(jiān)測多方面助力

  近年來，地基遙感的主動探測手段，如激光雷達不僅能夠有效判識霧霾的空間分布，對沙塵天氣發(fā)生的過程、時間、沙團輸入的高度、強度等特征，都可以進行有效監(jiān)測。激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。一般在我們的眼中，這種高科技儀器應(yīng)該是被運用在軍事、航空、科學(xué)技術(shù)方面的高精尖設(shè)備現(xiàn)在也要運用在我們?nèi)找骊P(guān)注的環(huán)境監(jiān)測方面了。

  激光雷達將成為霧霾和沙塵天氣監(jiān)測多方面助力　　　　激光雷達是一種主動式現(xiàn)代光學(xué)遙感設(shè)備，它是傳統(tǒng)雷達技術(shù)與現(xiàn)代激光技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以激光為光源，通過探測激光與目標(biāo)物相互作用而產(chǎn)生的輻射信號來遙感目標(biāo)物。與普通微波雷達相比，激光雷達由于使用的是激光束，工作頻率較微波高了許多，有很多優(yōu)點，如分辨率高，可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率；低空探測性能好，抗有源干擾能力強;單色性好，方向性強；體積小，質(zhì)量輕等，因此已經(jīng)成為目前對大氣、海洋和陸地進行高精度遙感探測的有效手段，廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、航天、通信、導(dǎo)航和定位等高新技術(shù)領(lǐng)域。特別是在大氣環(huán)境監(jiān)測、氣象要素測量等方面顯示了其獨特的優(yōu)勢和突出的發(fā)展前景?！　　　鹘y(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測大多采用化學(xué)分析手段，需要現(xiàn)場采集樣品后拿到實驗室進行分析。往往很難給出實時數(shù)據(jù)，更難給出污染物的空間分布特征。激光雷達的出現(xiàn)為實時高時空分辨率的污染物分布特征監(jiān)測帶來了曙光。激光雷達可以對高空的空氣質(zhì)量進行預(yù)知感應(yīng)，隨時監(jiān)控著影響我們這個城市環(huán)境狀態(tài)的各種“元素”。未來遇到霧霾、沙塵暴等天氣時，激光雷達在高空可以感應(yīng)到變化，提供數(shù)據(jù)供監(jiān)測中心進行分析，從而提前預(yù)報，幫助了解空氣質(zhì)量?！　　　〖す饫走_像“探針”一樣，通過不斷地向大氣中發(fā)射激光束，掃描大氣中的信息，通過與顆粒物和氣態(tài)分子相互作用后產(chǎn)生散射光來獲取不同高度處污染物的濃度分布信息，類似醫(yī)學(xué)上的“CT”技術(shù)，不同的是，激光雷達獲取的是污染物的空間垂直分布。激光雷達在判識外源性沙塵的另一個重要依據(jù)，是其出現(xiàn)的高度與近地面的污染物分布無明顯的重合?！　　　≡谶^去的幾十年中，激光雷達作為一種新興的主動遙感工具在探測跨度、空間分辨率、測量精度方面所具有的優(yōu)勢已使它被廣泛應(yīng)用于大氣科學(xué)、環(huán)境保護、氣象與氣候、大氣遙感等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，激光雷達技術(shù)的提高、發(fā)展和創(chuàng)新，對于激光雷達的要求也越來越高?！　　　‰S著激光雷達相關(guān)科學(xué)的發(fā)展和科技的進步，激光雷達在探測的空間范圍、物質(zhì)種類、時間持續(xù)等方面將有巨大的發(fā)展?jié)摿Γす饫走_將朝著更加精細化和定量化的方向發(fā)展。這一技術(shù)在不久的將來會得到更加廣泛的應(yīng)用，它在環(huán)境監(jiān)測方面將會扮演不可替代的重要角色。同時，利用各國激光雷達網(wǎng)得到的系統(tǒng)的、長期和穩(wěn)定的各種監(jiān)測資料，可以直接進行氣候變化的研究，特別是近年星載激光雷達和星載雷達首次獲取的氣溶膠和云的垂直分布廓線，可以在一定程度上提高氣象和氣候模式的模擬水平。隨著世界上不同地區(qū)激光雷達資料的長期和系統(tǒng)的積累，它們必將在氣候模式與天氣預(yù)報模式的資料同化系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用，從而為氣候和氣候變化的研究做出貢獻。