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光學工程
COL封面故事:車載激光雷達走航技術——更加快速精準探測城市大氣污染 (2016, Issue 6)

近年來中國不少地區深受霧霾困擾,居民出行多使用防霾口罩來減少霧霾吸入,因此科研人員希望能有效的對大氣污染進行探測從而加以整治。目前國內外開展的激光雷達探測多以地基定點探測和適用于大范圍區域機載和星載激光雷達探測為主。而對于城市尺度大氣顆粒物污染的時空分布和輸送規律,需要更快速的時間分辨能力和更精細的空間分辨能力。

基于這一要求,中國科學院安徽光學精密機械研究所的張天舒研究員課題組提出了利用車載激光雷達走航觀測技術進行城市區域大氣顆粒物的探測方法。相關研究成果發表在Chinese Optics Letters 2016 年第6 期上 (L.H. Lv et al., Application of mobile vehicle lidar for urban air pollution monitoring)。

車載激光雷達技術是基于米氏散射原理,利用激光對大氣顆粒物的時空分布進行遙感探測,獲取大氣消光系數、退偏振比、邊界層高度、光學厚度等參數,分析區域污染物分布、輸送特征與來源。

該課題組利用車載激光雷達對天津市濱海新區上空的顆粒物進行了走航觀測,結合定點激光雷達數據、地面氣象數據、后向軌跡分析等對該區域的大氣顆粒物污染進行了深入的討論和分析。

張天舒研究員認為,該研究提出的車載激光雷達走航探測技術,能夠快速獲得區域內大氣顆粒物剖面,結合氣象、地形等宏觀環境條件,有效分析顆粒物污染的生消過程和跨界輸送,在區域顆粒物污染探測方面有重要的應用價值。

后續工作主要是結合風廓線數據評估顆粒物區域輸送通量與總量。

論文鏈接:Application of mobile vehicle lidar for urban air pollution monitoring


圖片說明:大氣霧霾污染移動監測車


圖片說明:氣溶膠消光系數空間分布


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