日前，國內光學領域權威期刊《光學學報》2019年第3期封面文章報道了西安理工大學研發全天時大氣溫度探測激光雷達的最新進展，發表了西安理工大學激光雷達研究團隊的最新論文，并評價該團隊的研究成果對氣候的監測具有重要的意義。
據西安理工大學副校長、西安理工大學激光雷達大氣遙測研究中心負責人華燈鑫教授介紹，激光雷達作為一種主動遙感探測工具已有幾十年的歷史，已廣泛用于激光大氣傳輸、全球氣候預測、氣溶膠輻射效應及大氣環境等研究領域。隨著激光技術、信號探測技術和數據采集及控制技術的發展，使激光雷達在大氣探測高度、空間分辨率、時間上的連續監測和測量精度等方面具有獨到的優勢，是其他探測手段無法比擬的。相對于微波、電磁波雷達來說，光波具有較短的波長，因此它可以利用光與大氣中存在的分子和浮塵的相互作用來實現對大氣光學及物理特性、氣象/氣候參數進行高時空分辨率的精細探測，是一種近年快速發展的全新探測技術，是現代雷達探測技術從厘米波，毫米波向光波探測技術延伸，實現遙感探測技術向高時空分辨率、高精度領域發展。“通俗地講，激光雷達掃描一圈，很短時間內我們不僅可以獲知大氣的溫度、濕度、溫度分層，而且大氣的顆粒物分布濃度、顆粒物是什么，都可以知道。在氣象、民航、軍事等領域有著廣泛的應用需求。”華燈鑫說。
據了解，華燈鑫2005年8月回國，籌建西北地區首家激光雷達大氣遙測研究中心，開展多參量、多學科交叉的激光雷達大氣遙感新技術、新方法及實驗研究、產品研發，目前研發4套地基激光雷達系統，研究涵蓋大氣主要氣象參數與物理參數及植物熒光探測技術，特別是在大氣溫濕度及氣溶膠全天時遙感技術取得一系列國際領先研究成果。“西安理工大學激光雷達大氣遙測研究中心的研究課題緊跟國際最新激光雷達技術的發展動向，開展國際前沿的激光雷達探測技術的研發，并開展多種形式的國際合作，與國外的公司及大學建立長期的學術交流及合作研究關系。在保證教學和科研的同時，中心也開發研究一些具有自主知識產權的高新技術激光雷達遙測系統。去年我校的激光雷達教師團隊被教育部認定為首批全國高校黃大年式教師團隊。”華燈鑫介紹。
前兩年，西安理工大學激光雷達大氣遙測研究中心的“大氣氣溶膠及沙塵探測米散射激光雷達”團隊在國家重大基礎研究計劃、國家重大科研儀器研制項目的支持下，研制出了具有對眼安全、結構緊湊、可移動式的全天候運行的大氣氣溶膠及沙塵探測米散射激光雷達系統，系統可探測水平0-9km、垂直0-15km的大氣氣溶膠及卷云的光學特性，每個廓線探測時間10分鐘以內；提出了利用激光遙感技術探測霧霾（顆粒物、污染物）的方法，研發了基于人眼安全的全天時激光遙感霧霾空間分布探測系統，解決了國外同類產品在國內高氣溶膠聚集區域信號失真并無法獲取原始數據的問題，彌補了現有測量儀器僅獲得單點信息的不足。該系統在渭南市環境監測站、中科院大氣所、總裝某基地等相關科研院所及環境監測系統得到成功應用，為解明霧霾成因及傳輸機理提供理論基礎和技術支持，為治污減霾提供了強有力的科技支撐。
“我們還承擔許多國家重點科研項目，例如國家重大科研儀器研制項目《研究云系降水潛力的全天時云底溫濕度和上升速度探測激光雷達》，該項目也是把激光雷達應用于氣象探測，并為人工影響天氣提供準確的數據支持，配合人工降水技術，未來對增強我國缺水地區的降雨有重要意義。目前，科研研究順利，我們已經開發出集裝箱式的探測天氣的激光雷達設備。現在激光雷達技術正在從科研走向市場，走向用戶，我們也在加強產學研的結合，我們正在把一些科研成果進行產業化，相信未來我們的許多科研成果將變成產品，走向市場，為社會發展服務。”華燈鑫教授介紹。
據西安理工大學副校長、西安理工大學激光雷達大氣遙測研究中心負責人華燈鑫教授介紹，激光雷達作為一種主動遙感探測工具已有幾十年的歷史，已廣泛用于激光大氣傳輸、全球氣候預測、氣溶膠輻射效應及大氣環境等研究領域。隨著激光技術、信號探測技術和數據采集及控制技術的發展，使激光雷達在大氣探測高度、空間分辨率、時間上的連續監測和測量精度等方面具有獨到的優勢，是其他探測手段無法比擬的。相對于微波、電磁波雷達來說，光波具有較短的波長，因此它可以利用光與大氣中存在的分子和浮塵的相互作用來實現對大氣光學及物理特性、氣象/氣候參數進行高時空分辨率的精細探測，是一種近年快速發展的全新探測技術，是現代雷達探測技術從厘米波，毫米波向光波探測技術延伸，實現遙感探測技術向高時空分辨率、高精度領域發展。“通俗地講，激光雷達掃描一圈，很短時間內我們不僅可以獲知大氣的溫度、濕度、溫度分層，而且大氣的顆粒物分布濃度、顆粒物是什么，都可以知道。在氣象、民航、軍事等領域有著廣泛的應用需求。”華燈鑫說。
據了解，華燈鑫2005年8月回國，籌建西北地區首家激光雷達大氣遙測研究中心，開展多參量、多學科交叉的激光雷達大氣遙感新技術、新方法及實驗研究、產品研發，目前研發4套地基激光雷達系統，研究涵蓋大氣主要氣象參數與物理參數及植物熒光探測技術，特別是在大氣溫濕度及氣溶膠全天時遙感技術取得一系列國際領先研究成果。“西安理工大學激光雷達大氣遙測研究中心的研究課題緊跟國際最新激光雷達技術的發展動向，開展國際前沿的激光雷達探測技術的研發，并開展多種形式的國際合作，與國外的公司及大學建立長期的學術交流及合作研究關系。在保證教學和科研的同時，中心也開發研究一些具有自主知識產權的高新技術激光雷達遙測系統。去年我校的激光雷達教師團隊被教育部認定為首批全國高校黃大年式教師團隊。”華燈鑫介紹。
前兩年，西安理工大學激光雷達大氣遙測研究中心的“大氣氣溶膠及沙塵探測米散射激光雷達”團隊在國家重大基礎研究計劃、國家重大科研儀器研制項目的支持下，研制出了具有對眼安全、結構緊湊、可移動式的全天候運行的大氣氣溶膠及沙塵探測米散射激光雷達系統，系統可探測水平0-9km、垂直0-15km的大氣氣溶膠及卷云的光學特性，每個廓線探測時間10分鐘以內；提出了利用激光遙感技術探測霧霾（顆粒物、污染物）的方法，研發了基于人眼安全的全天時激光遙感霧霾空間分布探測系統，解決了國外同類產品在國內高氣溶膠聚集區域信號失真并無法獲取原始數據的問題，彌補了現有測量儀器僅獲得單點信息的不足。該系統在渭南市環境監測站、中科院大氣所、總裝某基地等相關科研院所及環境監測系統得到成功應用，為解明霧霾成因及傳輸機理提供理論基礎和技術支持，為治污減霾提供了強有力的科技支撐。
“我們還承擔許多國家重點科研項目，例如國家重大科研儀器研制項目《研究云系降水潛力的全天時云底溫濕度和上升速度探測激光雷達》，該項目也是把激光雷達應用于氣象探測，并為人工影響天氣提供準確的數據支持，配合人工降水技術，未來對增強我國缺水地區的降雨有重要意義。目前，科研研究順利，我們已經開發出集裝箱式的探測天氣的激光雷達設備。現在激光雷達技術正在從科研走向市場，走向用戶，我們也在加強產學研的結合，我們正在把一些科研成果進行產業化，相信未來我們的許多科研成果將變成產品，走向市場，為社會發展服務。”華燈鑫教授介紹。
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