激光雷達無接收天線 有大口徑望遠鏡
記者昨日在蘭州大學激光雷達大氣遙感實驗室見到了這臺可監(jiān)測及預警大氣霧霾的“神器”。和想象中不一樣的是，這臺大本領多波段拉曼——熒光激光雷達沒有偌大的接收天線，只有三根精密而短小精悍激光器，激光器正通過樓頂上留出的一個小洞口向天空同時發(fā)射著三束綠色的激光。打開雷達的“肚子”，里面裝了很多電子設備，每一個設備正在配合默契地工作著。并且雷達的“嘴巴”還在不停地播報著當前的工作情況。
為了驗證對大氣霧霾監(jiān)測效果，黃建平教授科研團隊周天博士對整個監(jiān)測過程進行了演示。記者注意到，雷達開啟后，雷達頭上的那幾個高功率激光器就開始向天空同時發(fā)射出三束綠色激光，語音播報系統(tǒng)開始時時播報監(jiān)測到的大氣中的數(shù)據(jù)，一旁的那個大口徑望遠鏡接收被大氣反射回來的信號。此刻，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)大口徑望遠鏡接收到的大氣反射回來的微弱信號進行分光、提取與探測，不一會兒，分析到的大氣污染物數(shù)據(jù)就顯示在了電腦屏幕上，這些數(shù)據(jù)中不僅能看出污染的程度，還能看出污染源。
“通過最近一段時間對蘭州市區(qū)大氣污染的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，蘭州市區(qū)大氣污染的主要成分是顆粒物，最近一段時間蘭州的大氣污染呈減輕趨勢。”周天博士告訴記者，這臺激光雷達系統(tǒng)的激光有效高度能達到25公里，目前激光雷達系統(tǒng)除了應用到大氣霧霾的研究和業(yè)務監(jiān)測中，還被用到半干旱氣候變化等前沿科學問題的研究中。
能夠監(jiān)測、預警沙塵暴、霧霾天氣
黃建平教授介紹說，這臺熒光激光雷達系統(tǒng)包含微弱信號探測技術、高精度分光技術、光機設計和加工技術等高新技術，可獲知大氣污染物的重要性質(zhì)，不僅能監(jiān)測沙塵暴、霧霾天氣，還能對沙塵暴、霧霾天氣進行預警，對霧霾的成分進行分析，追蹤霧霾來源，可實現(xiàn)對大氣狀態(tài)的高精細探測。還可應用于醫(yī)療氣象、生態(tài)環(huán)境以及校正衛(wèi)星資料等領域。
這臺熒光激光雷達系統(tǒng)是否具備產(chǎn)業(yè)化的技術條件呢？這項技術什么時候能運用到我們的實際生活中呢？黃建平教授介紹說，目前，該系統(tǒng)的部分技術已申請到國家專利，單從技術方面來說已經(jīng)具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。黃建平告訴記者，他們準備向科技部申請“863”計劃支持，如果能獲得科技部的支持，在五年之內(nèi)就可以產(chǎn)業(yè)化。
“60后”教授帶領“80后”團隊八年拼搏
黃建平告訴記者，當前我國在全球氣候變化、環(huán)境污染、空間環(huán)境監(jiān)測等領域都對激光雷達技術有迫切的大量需求，但是一直依賴進口國外的高成本產(chǎn)品，嚴重制約著我國相關領域的進一步發(fā)展。因此，面向國家戰(zhàn)略需求，開展激光雷達技術研究，具有重要的應用價值和廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
“自2006年以來，我們便確定將發(fā)展激光雷達技術作為大氣科學學院的優(yōu)先發(fā)展方向之一。”黃建平說。整個研制過程中，他們克服沒有經(jīng)費，沒有相關加工設備和技術等困難，帶領“80后”團隊成員用手工制作設備，經(jīng)過八年的拼搏，最終取得重大突破，成功研制出了這臺具有自主知識產(chǎn)權的、世界一流水平的國內(nèi)首臺拉曼——熒光激光雷達系統(tǒng)。
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在1月10日舉行的2013年度國家科學技術獎勵大會上，黃建平教授帶領的課題組榮獲了國家自然科學二等獎。黃建平教授課題組以沙塵對我國西北干旱氣候的影響機理作為研究重點，進行了近十年的艱辛探索。為了獲取第一手的數(shù)據(jù)資料，課題組除了對沙塵天氣進行常規(guī)性的定點觀測，還數(shù)次深入騰格里沙漠邊緣及甘肅民勤的荒漠地帶進行移動式監(jiān)測。
(責任編輯：鑫報)
