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大气颗粒物激光雷达技术助力气象和环境探测

导读: 环境光学中心副主任张天舒研究员介绍了大气颗粒物激光雷达,这是安徽光机所环境光学中心研发的系列化激光雷达灰霾立体探测设备之一,该系列产品还包括臭氧激光雷达和水汽激光雷达,能够连续探测灰霾、沙尘、光化学污染的时空演化过程。

5月初,我国北方地区遭遇了今年以来的强沙尘天气,位于北京南郊、健德桥、门头沟的激光雷达记录了沙尘输送的完整过程,这三台激光雷达均来自中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所(以下简称安徽光机所)。

大气颗粒物激光雷达技术助力气象和环境探测

放置在北京南郊中国气象局大气探测综合实验基地的拉曼-米散射激光雷达

“激光雷达技术在科研领域不是新生事物,用来做大气研究已经有几十年的历史,逐步成为气象环保部门的技术利器。”合肥物质科学研究院副院长刘建国告诉记者。

十多年来,安徽光机所所长刘文清院士不仅对激光雷达研发团队给予了技术指导及项目支持,还为激光雷达的产业化搭建了优质合作平台,建立了高效双赢的合作机制。

观测沙尘输送路径

5月4-5日,北京的天空被沙尘笼罩,市区多地空气污染指数爆表。

溯其原因,自5月3日起,源于内蒙古西部沙漠的大范围沙尘往东南方向移动,5月4日凌晨到达了河北北部和北京上空。气象观测数据显示,此次沙尘天气覆盖范围极广,遍布10余省(市、区),影响面积达163万平方公里。

安徽光机所激光雷达在北京市南郊、健德桥、门头沟三处站点观测到本次北京地区上空沙尘输送的完整过程:5月4日凌晨3时,北京西北方向的门头沟从地面到高空2千米的垂直高度出现沙尘,3点半沙尘输送至北京市区的建德桥,凌晨4时沙尘抵达北京南郊的中国气象局大气探测综合实验基地。

刘建国指出:“根据这些时间节点,可以估算出沙尘1个小时左右穿越了北京地区上空。”

在北京南郊中国气象局大气探测综合实验基地的拉曼—米散射激光雷达观测到:5月4日的沙尘一直持续到5日早晨8时左右,因北京大风天气开始消散,地面出现浮尘,5日中午12时左右沙尘完全消散。门头沟、健德桥的颗粒物激光雷达也观测到这一过程。这里的拉曼—米散射激光雷达、颗粒物激光雷达分别由安徽光机所大气光学中心、环境光学中心研发。

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