日前，在天津市薊州區有人拍攝到天空中一道神秘的綠光，并將其形象地稱為“天上一根‘蔥’”。一些網友甚至認為發射綠光的設備是“天外來物”。然而，經過核實，這道綠光是由氣溶膠激光雷達發出的激光。
那么，什么是氣溶膠激光雷達？它有什么用？科技日報記者就此采訪了相關專家。
主要用于探測氣溶膠污染物
氣溶膠是指由懸浮在氣體介質中的固態或液態微粒組成的氣態分散系統。這些微粒的直徑在0.002微米至100微米之間。由于這類微粒比氣態分子大而比粗塵顆粒小，因而它不像氣態分子那樣遵循氣體分子運動規律，也不會受地心引力作用而沉降，具有膠體的性質，故被稱為氣溶膠。
北京市氣象局探測中心研究員李林介紹，通過檢測大氣中氣溶膠濃度，可以評估空氣質量。
氣溶膠激光雷達，作為一種先進的地基垂直遙感氣象觀測設備，可以觀測大氣氣溶膠分布與狀態。“它主要基于米散射原理，通過發射激光脈沖與大氣中的氣溶膠相互作用，產生后向散射光。工作人員通過檢測后向散射光的強度，可獲取大氣氣溶膠分布等信息。”李林說，氣溶膠激光雷達就像一臺超級顯微鏡，能讓觀測者看清空氣中那些微小顆粒的一舉一動。
與常見的天氣雷達相比，氣溶膠激光雷達主要用于氣溶膠污染物的探測，工作波長更短。“大多數氣溶膠激光雷達的波長為532納米。”李林介紹，該波長處于可見光譜區域中綠色光的范圍，因而氣溶膠激光雷達在夜間工作時會發出一道綠光。
波長為532納米的氣溶膠激光雷達之所以成為主流，首先是因為波長532納米的光散射截面大。光的散射截面大，大氣對其吸收相對較少，就可提升探測靈敏度。除此之外，532納米波長的激光雷達技術相對成熟，相關光學元件、探測器等設備性能穩定可靠，有助于降低后期運維成本。
給日常生活提供便利
氣溶膠激光雷達主要具有三大優點。“一是探測距離遠，能夠實現遠距離精確探測；二是時間分辨率高，可以捕捉到大氣中氣溶膠的快速變化；三是不受白天黑夜限制，可晝夜連續工作。”李林說，這些優勢使得氣溶膠激光雷達成為當前氣象觀測的主力設備之一。
在進行氣象觀測時，氣溶膠激光雷達發射的激光可以對大氣環境進行逐層“CT”掃描，其雷達系統收集到掃描信號后，便會進行自動分析，將其轉換為空氣質量數據。隨后，空氣質量數據會被傳至后臺，工作人員通過手機App或電腦即可接收，再據此分析空氣污染源。
除此之外，工作人員還會根據氣溶膠激光雷達的掃描結果，利用無人機對重點污染源實施空中精準定位和快速核查，并利用大氣環境監測走航車對重點污染源實施地面精準定位和快速核查。
李林介紹，氣溶膠激光雷達可為天氣過程觀測、災害性天氣監測預警和大氣污染成因研究等提供重要數據支撐，提升當地氣象預報能力、預警時效和應急處置能力。
同時，氣溶膠激光雷達能為公眾日常生活提供便利。例如，通過分析氣溶膠激光雷達獲取的信息，工作人員可以掌握污染物的傳輸路徑，向公眾發布預警。“這有助于公眾合理安排出行計劃，免受不利天氣的影響。”李林說。（宗詩涵）
來源：科技日報
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