激光雷达将成为雾霾和沙尘天气监测多方面助力

  近年来，地基遥感的主动探测手段，如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布，对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征，都可以进行有效监测。激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。一般在我们的眼中，这种高科技仪器应该是被运用在军事、航空、科学技术方面的高精尖设备现在也要运用在我们日益关注的环境监测方面了。

  激光雷达将成为雾霾和沙尘天气监测多方面助力　　　　激光雷达是一种主动式现代光学遥感设备，它是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物，它以激光为光源，通过探测激光与目标物相互作用而产生的辐射信号来遥感目标物。与普通微波雷达相比，激光雷达由于使用的是激光束，工作频率较微波高了许多，有很多优点，如分辨率高，可以获得极高的角度、距离和速度分辨率；低空探测性能好，抗有源干扰能力强;单色性好，方向性强；体积小，质量轻等，因此已经成为目前对大气、海洋和陆地进行高精度遥感探测的有效手段，广泛地应用于环境监测、航天、通信、导航和定位等高新技术领域。特别是在大气环境监测、气象要素测量等方面显示了其独特的优势和突出的发展前景。　　　　传统的环境监测大多采用化学分析手段，需要现场采集样品后拿到实验室进行分析。往往很难给出实时数据，更难给出污染物的空间分布特征。激光雷达的出现为实时高时空分辨率的污染物分布特征监测带来了曙光。激光雷达可以对高空的空气质量进行预知感应，随时监控着影响我们这个城市环境状态的各种“元素”。未来遇到雾霾、沙尘暴等天气时，激光雷达在高空可以感应到变化，提供数据供监测中心进行分析，从而提前预报，帮助了解空气质量。　　　　激光雷达像“探针”一样，通过不断地向大气中发射激光束，扫描大气中的信息，通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息，类似医学上的“CT”技术，不同的是，激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据，是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。　　　　在过去的几十年中，激光雷达作为一种新兴的主动遥感工具在探测跨度、空间分辨率、测量精度方面所具有的优势已使它被广泛应用于大气科学、环境保护、气象与气候、大气遥感等领域。随着应用领域的扩大，激光雷达技术的提高、发展和创新，对于激光雷达的要求也越来越高。　　　　随着激光雷达相关科学的发展和科技的进步，激光雷达在探测的空间范围、物质种类、时间持续等方面将有巨大的发展潜力，激光雷达将朝着更加精细化和定量化的方向发展。这一技术在不久的将来会得到更加广泛的应用，它在环境监测方面将会扮演不可替代的重要角色。同时，利用各国激光雷达网得到的系统的、长期和稳定的各种监测资料，可以直接进行气候变化的研究，特别是近年星载激光雷达和星载雷达首次获取的气溶胶和云的垂直分布廓线，可以在一定程度上提高气象和气候模式的模拟水平。随着世界上不同地区激光雷达资料的长期和系统的积累，它们必将在气候模式与天气预报模式的资料同化系统中发挥越来越重要的作用，从而为气候和气候变化的研究做出贡献。