大氣顆粒物激光雷達(dá)技術(shù)助力氣象和環(huán)境探測

 5月初，我國北方地區(qū)遭遇了今年以來的強(qiáng)沙塵天氣，位于北京南郊、健德橋、門頭溝的激光雷達(dá)記錄了沙塵輸送的完整過程，這三臺激光雷達(dá)均來自中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所(以下簡稱安徽光機(jī)所)。

 放置在北京南郊中國氣象局大氣探測綜合實(shí)驗(yàn)基地的拉曼-米散射激光雷達(dá)

 “激光雷達(dá)技術(shù)在科研領(lǐng)域不是新生事物，用來做大氣研究已經(jīng)有幾十年的歷史，逐步成為氣象環(huán)保部門的技術(shù)利器。”合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長劉建國告訴記者。

 十多年來，安徽光機(jī)所所長劉文清院士不僅對激光雷達(dá)研發(fā)團(tuán)隊(duì)給予了技術(shù)指導(dǎo)及項(xiàng)目支持，還為激光雷達(dá)的產(chǎn)業(yè)化搭建了優(yōu)質(zhì)合作平臺，建立了高效雙贏的合作機(jī)制。

 觀測沙塵輸送路徑

 5月4-5日，北京的天空被沙塵籠罩，市區(qū)多地空氣污染指數(shù)爆表。

 溯其原因，自5月3日起，源于內(nèi)蒙古西部沙漠的大范圍沙塵往東南方向移動(dòng)，5月4日凌晨到達(dá)了河北北部和北京上空。氣象觀測數(shù)據(jù)顯示，此次沙塵天氣覆蓋范圍極廣，遍布10余省(市、區(qū))，影響面積達(dá)163萬平方公里。

 安徽光機(jī)所激光雷達(dá)在北京市南郊、健德橋、門頭溝三處站點(diǎn)觀測到本次北京地區(qū)上空沙塵輸送的完整過程：5月4日凌晨3時(shí)，北京西北方向的門頭溝從地面到高空2千米的垂直高度出現(xiàn)沙塵，3點(diǎn)半沙塵輸送至北京市區(qū)的建德橋，凌晨4時(shí)沙塵抵達(dá)北京南郊的中國氣象局大氣探測綜合實(shí)驗(yàn)基地。

 劉建國指出：“根據(jù)這些時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可以估算出沙塵1個(gè)小時(shí)左右穿越了北京地區(qū)上空。”

 在北京南郊中國氣象局大氣探測綜合實(shí)驗(yàn)基地的拉曼—米散射激光雷達(dá)觀測到：5月4日的沙塵一直持續(xù)到5日早晨8時(shí)左右，因北京大風(fēng)天氣開始消散，地面出現(xiàn)浮塵，5日中午12時(shí)左右沙塵完全 消散。門頭溝、健德橋的顆粒物激光雷達(dá)也觀測到這一過程。這里的拉曼—米散射激光雷達(dá)、顆粒物激光雷達(dá)分別由安徽光機(jī)所大氣光學(xué)中心、環(huán)境光學(xué)中心研發(fā)。