5月初，我国南方地域遭受了往年以来的强沙尘气候，位于北京南郊、健德桥、门头沟的镭射雷达记载了沙尘保送的完全进程，这三台镭射雷达均来自中国迷信院合肥物资迷信研讨院安徽光学精细机器研讨所（以下简称安徽光机所）。
“镭射雷达手艺在科研领域不是重生事物，用来做大气研讨曾经有几十年的汗青，逐渐成为景象绿色部门的手艺利器。”合肥物资迷信研讨院副院长刘开国奉告记者。
十多年来，安徽光机所所长刘文清院士不只对于镭射雷达研发团队给予了手艺指点及名目支撑，还为镭射雷达的工业化搭建了优质配合平台，树立了高效双赢的配合机制。
搁置在北京南郊中国景象局大气探测综合试验基地的拉曼-米散射镭射雷达。
观测沙尘保送门路
5月4-5日，北京的天空被沙尘覆盖，市区多地空气净化指数爆表。
溯其起因，自5月3日起，源于内蒙古西部戈壁的大范畴沙尘往西北方向挪动，5月4日清晨达到了河北北部跟北京上空。景象观测数据显示，这次沙尘气候笼罩范畴极广，遍及10余省（市、区），影响面积达163万平方公里。
安徽光机所镭射雷达在北京市南郊、健德桥、门头沟三处站点观测到本次北京地域上空沙尘保送的完全进程：5月4日清晨3时，北京东南方向的门头沟从高空到地面2千米的垂直高度涌现沙尘，3点半沙尘保送至北京市区的建德桥，清晨4时沙尘抵达北京南郊的中国景象局大气探测综合试验基地。
刘开国指出：“依据这些光阴节点，能够预算出沙尘1个小时阁下穿梭了北京地域上空。”
在北京南郊中国景象局大气探测综合试验基地的拉曼—米散射镭射雷悲观测到：5月4日的沙尘不断连续到5日早晨8时阁下，因北京大风气候开端消失，高空涌现浮尘，5日午时12时阁下沙尘完整消失。门头沟、健德桥的颗粒物镭射雷达也观测到这一进程。这里的拉曼—米散射镭射雷达、颗粒物镭射雷达分手由安徽光机所大气光学核心、环境光学核心研发。
大气光学核心副主任刘东研讨员向记者先容道：“拉曼—米散射镭射雷达次要用在大气气溶胶颗粒物跟云的垂直廓线探测。应用双波长探测能够反演气溶胶粒子的巨细特性（PM2.5、PM10），偏振探测辨认大气中的无可非议球形粒子（沙尘，卷云粒子），607nm波长的氮气拉曼散射用在气溶胶消光系数的反演，减少镭射雷达比的假定，进步了气溶胶颗粒物光学跟微物理参数的反演精度，有益于深化研讨大气灰霾的生消进程。”
环境光学核心副主任张天舒研讨员先容了大气颗粒物镭射雷达，这是安徽光机所环境光学核心研发的系列化镭射雷达灰霾破体探测设施之一，该系列产物还包含臭氧镭射雷达跟水汽镭射雷达，可以持续探测灰霾、沙尘、光化学净化的时空演化进程。
效劳环境景象
大气光学核心研制的系列镭射雷达（气溶胶、景象参数、净化气体、温室气体跟湍流等垂直廓线探测镭射雷达）分手于1991年介入了菲律宾皮雅图火山灰的国际结合探测、2001年介入亚洲沙尘暴（AD-NET）国际配合名目的结合探测不断延续至今，2013年介入华北雾霾大暴发的探测，2014年介入APEC会议期间的保证义务，2016年介入河北邢台“973”名目大型综合观测试验……
今朝，拉曼—米散射镭射雷达正在中国景象局大气探测综合试验基地（南郊站点）进行探测试验，为镭射雷达在景象部门营业化利用研讨提供根底数据。
不难发觉，这些镭射雷达系列产物将成为环境景象领域的首要破体探测设施。
早在30年前，安徽光机所老一辈迷信家（龚知本院士、胡欢陵研讨员、周军研讨员、王英俭研讨员）就开端树立镭射雷达团队，业余从事镭射雷达大气探测手艺攻关，培育了一批又一批业余手艺职员，在天下各地为国度景象、绿色等事业做奉献。
“在景象跟环境探测领域，镭射雷达可无效补偿以后大气综合观测以高空丈量为主的监测系统的有余，从而为大气复合净化研讨提供更好的手艺手腕。”刘东说，“以后影响模式预告精确性的一家首要起因是短缺垂直跟破体观测数据，镭射雷达正好补偿了这一有余之处。然而若何学习跟使用镭射雷达数据仍旧是须要解决的手艺问题。”
今朝，安徽光机所正与景象跟绿色部门进行这方面的研讨，经由过程改良模式的参数化跟异化方案，无望进步短时临近，尤其是灾祸气候的预告精准度。
刘东团队发觉，模式预告要求的数据是24小时持续的观测数据，然而镭射雷达属于精细光学仪器，价钱低廉，若何保障波动运转跟探测精度是制约其营业化利用的要害瓶颈。
对于此，安徽光机所组织研发团队进行手艺攻关，冲破了要害器件的国产化。刘东表现：“咱们从购置整个器件，到仅仅购置要害元件，再到自立进行机能测试跟DIY封装，获得了自动权，大幅度进步了主动化跟智能化水平；在应答野外观测试验的详细需求上，咱们进行了镭射雷达一体化设计的工程化研发，晋升了镭射雷达设施在朝外使用跟无人值守的才能，便于景象跟绿色部门营业化使用。”
另外，传统环境监测设施大少数是在高空采样，但大气净化产生在整个对于流层，净化物的积聚、天生、传输、消失的进程从高空到数公里的地面静态、疾速的变动。仅仅靠高空数据，绿色部门说不清净化从何而来，到那边去，保送量有几次更是无从知晓。
张天舒奉告记者，“为相识决这家问题，安徽光机所应用镭射大气遥感法子，研发了镭射雷达设施，能在1分钟内探测从近高空到10km地面的净化垂直构造。用这样的设施监测净化进程，就能明白地记载下对于流层内，净化产生、开展、传输的细节，答复绿色景象部门的疑难。”
推进工业开展
5月，安光所环境光学核心工业化配合平台——无锡中科光电手艺无限公司，在河南省安阳市经由过程大气颗粒物镭射雷达也观测到另一股沙尘保送进程。观测成果显示，沙尘保送到河南省境内，无论在浓度仍是在连续光阴上，都远低于北京地域的沙尘。该公司是安徽光机所大气颗粒物跟臭氧镭射雷达设施的工业化公司，单方共同实现了大气颗粒物跟臭氧镭射雷达设施的工程化跟工业化。
张天舒先容道：“2011年，大气颗粒物跟臭氧镭射雷达产物开端深度工业化研发的进程，咱们的研发团队次要在产物的牢靠性、易用性、产物一致性、可保护性、出产周期、使用寿命等方面下工夫。”
一台科研仪器跟工业化商品之间具有着多大的差距呢？张天舒用这样一家例子来诠释：对于于牢靠性这家指标，科研仪器无端障持续工作半年，能够以为牢靠性十分棒；然而对于于贸易化的产物，这象征着一年要培修两次，或许说200%的年系统故障率。对于于企业这是不行蒙受的肩负，这样的产物卖进来反而使企业赔钱、赔名誉，造成不良影响。
科研职员在与企业配合的进程中，逐步体会到了工程化跟工业化不容易，上述每一项指标的轻微晋升都须要大批的设计、试验跟重复改动论证。在这家进程中，要一直解决迷信问题、工程问题、治理问题与配合机制问题。
五六年来，安徽光机所张天舒团队跟无锡中科光电手艺无限公司摸索出了一条胜利的配合途径：“咱们经由过程配合使大气颗粒物跟臭氧镭射雷告竣功完成工业化，市肆据有率一直攀升，外洋厂商在海内市肆简直冒有破足之地。”张天舒自豪地说。
张天舒进一步说道：“现在，在京津冀地域安徽光机一切本人的科研型雷达网，而且完成大气颗粒物跟臭氧镭射雷达产物大批贩卖、利用，在珠三角、长三角等区域曾经构成数十台规模的绿色景象营业部门的观测网络，有关部门正在斟酌若何把镭射雷达联网观测进一步尺度化，使各个区域中的镭射雷达网作为整体施展更大的作用，为标致中国的‘常态蓝’做出新的奉献。”
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