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激光雷达探测技术保障大气污染观测的新进展

来源:大连空压机油供应 作者:大连空压机厂 时间:2020-06-23 13:37 点击量:

近年来,随着医学研究的深入,越来越多的研究指出了空气污染对人体健康的危害,尤其是对老年人、儿童、孕妇等弱势群体而言,空气污染的减少对他们的健康有着直接的影响。“消除烟雾,重塑蓝天”已经成为改善民生的重中之重。中国政府在实施加强污染企业监管、提高燃料排放标准、降低煤炭消耗等一系列空气防控措施的同时,也在慢慢完善国内空气检测分析技术创新的科研前提,努力推动中国空气检测技术的更新和发展。

最近,中国研究人员开发了一种新的武器——激光雷达,用于观测地面附近的大气污染物,如PM2.5,并对污染从发生到演变到消散的过程进行科学研究。据了解,这些由激光束形成的“大气探测器”不仅可以从平原、山区和海洋发射到空中,还可以以车辆和船只的形式移动,实时监测从地面到10公里高度的烟雾成分及其分布,并直接获取近地面PM2.5等大气污染物的观测数据,从而实现近地面空气污染的垂直和垂直三维探测,无盲区。目前,这项新技术已在北京、天津、河北、长江三角洲、四川、重庆等地加快推广应用。京津冀地区几乎实现了全笼覆盖观测。

激光雷达技术是指处理大连空气压缩机有限公司的DLAC激光器和辐射旗的设备,辐射旗与大气中的各种分子和气溶胶相互作用,从而推断大气的性质。它具有速度快、检测范围宽的特点。它可以实时准确地监测大气状况,实现城市污染演变、区域污染物分布、污染物传输等功能。

自20世纪6月问世以来,激光雷达技术经历了几十年的快速发展。它在空气污染、态势恢复、场景与天气、遥感科学等领域的应用已经日趋成熟。激光雷达波长长、单色性好、偏置强、相关性高、体积小,因此具有良好的空间分辨率、探测机动性和抗干扰能力。它不仅可以分析大气成分、能见度、大气密度、温度和湿度的变化,还可以有效地监测城市上空污染物的扩散和沙尘暴过程。

但是,由于激光雷达采用激光作为发射光源,技术要求高,在实际应用中也不可避免地存在一些应用问题,如测量精度容易受到大气光传输效应的影响,不能实现全天候实时检测,不能应用于浓雾、雨雪天气,波束狭窄,捕获策略只能在小范围内搜索等。但是,值得相信的是,随着应用范围和局限性的不断扩大,激光雷达在大气污染中的观测技术将会不断的改进、发展和创新。

除激光雷达外,近年来,用于严重污染时期和过程的机载导航、机载观测、地基遥感和卫星遥感技术也蓬勃发展。卫星遥感监测可以定期和全面覆盖地球表面,提供大气污染源的空间分布和转化。它可用于大气污染参数的监测系统,如霾、雾、气溶胶、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、甲烷等。实现对关键地区、城市群和国家范围内的大气状况的实时有效检测。

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