在黑色的夜幕中，一束激光如同一根閃亮的金針直插天空。“這就是我們的‘大氣探針’，可以實時監測從地面到10公里高空范圍內的霧霾分布并分析其成分。”中科院安徽光學精密機械研究所環境光學研究中心專家張天舒說，這是中國科學家在空氣污染探測中的“新式武器”——激光雷達。
一根根“激光針”從平原、山脈、海上向天空發射，還可以車、船載的形式移動，這些“激光針”組成了一個三維立體的大網，改變了傳統的探測方式，實現了對近地面空氣污染的無盲區垂直立體探測，并為治理空氣污染繪制出一幅污染物傳播的三維立體“路線圖”。
↑車載激光雷達在夜間移動工作
“激光雷達發出的激光束就像一根根‘探針’，可以直接獲取近地面PM2.5等大氣污染物的觀測數據，特別是組網觀測后，每一個‘探針’所獲得的數據還可以進入大氣物理、氣象模型分析，從而動態、實時地了解霧霾的時間和空間分布、傳輸通道和總量等關鍵信息，建立起三維立體的污染物模擬場。”張天舒說。
這種新型激光雷達目前已在京津冀、長三角、川渝等多個人口密集區域加快普及和應用并組網觀測，全國裝備的總臺數約500臺，其中京津冀地區約200臺，已經實現了觀測全覆蓋。
針對大氣重污染“發生-演變-消散”全過程的核心科學問題，激光雷達為科學家們建立起了大氣污染傳輸通道立體觀測網。除了固定位置的“激光針”之外，還有與之配合的重污染時段和重污染過程的車載走航、機載觀測地基遙感和衛星遙感觀測。
↑科技工作者在調試激光雷達。
“未來幾年，造成霧霾和主要二次污染物的近地面臭氧治理將成為新的關注點，成為協同治霾的突破口，這也是目前國際普遍關注的重要環境參數。激光雷達將在對近地面臭氧實時立體監測方面做出更多貢獻，從而為協同治霾提供技術支撐。”張天舒說。
據了解，未來激光雷達還將在川渝地區、汾渭平原等區域繼續加大投放密度，實現觀測全覆蓋。同時，探測技術還將向車載、機載、星載等多平臺繼續發展，實現環保、氣象、科研數據的共享，全球科學家就可以合作起來，共同研究治理地球大氣污染。
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