遙感技術(shù)是從人造衛(wèi)星、飛機(jī)或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息，判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎(chǔ)上隨航天技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的綜合性感測技術(shù)。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。遙感探測即利用遙感技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)信息的探測收集。

日前，浙江計(jì)量院戚海洋博士的研究項(xiàng)目《氣溶膠激光雷達(dá)量值溯源研究》獲得擇優(yōu)項(xiàng)目資助。氣溶膠激光雷達(dá)是一種光學(xué)遙測裝置用于環(huán)境監(jiān)測，本課題基于透射光的基本定律，針對氣溶膠激光雷達(dá)的主要光學(xué)量值，研究氣溶膠激光雷達(dá)的現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置，擬解決氣溶膠激光雷達(dá)的量值溯源問題，確保氣溶膠激光雷達(dá)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性，為環(huán)保部門對環(huán)境的預(yù)防、治理及決策提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支撐。

環(huán)境計(jì)量是定量地描述環(huán)境中有害物質(zhì)或物理量在不同介質(zhì)中的分布及濃度(或強(qiáng)度)的一種計(jì)量系統(tǒng)。環(huán)境計(jì)量包括環(huán)境化學(xué)計(jì)量和環(huán)境物理計(jì)量兩大類。環(huán)境化學(xué)計(jì)量是以測定大氣、水體、土壤以及人和生物中有害物質(zhì)為中心的化學(xué)物質(zhì)測量系統(tǒng);環(huán)境物理計(jì)量是以測定噪聲、振動、電磁波、放射性、熱污染等為中心的物理計(jì)量系統(tǒng)。在環(huán)境樣品中，各種污染物的含量一般在1X10“或1X10~甚至1X10-12級水平，而大量存在的其他物質(zhì)則稱為基體。目前環(huán)境監(jiān)測中所用的測定方法絕大多數(shù)是相對分析法,即將基準(zhǔn)試劑或標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測樣品在相同條件下進(jìn)行比較測定的一種方法。

氣溶膠激光雷達(dá)一種通過遙感測量大氣氣溶膠和微小顆粒物的激光雷達(dá)設(shè)備?？捎糜谶B續(xù)監(jiān)測大氣氣溶膠的時(shí)空分布，反演出氣溶膠的成分結(jié)構(gòu)、粒子屬性和時(shí)空演變。在監(jiān)測方式方面可以采用車載或固定式安裝，也可實(shí)現(xiàn)方艙內(nèi)固定式監(jiān)測或搭配戶外機(jī)柜的監(jiān)測，使用方式多樣。

可監(jiān)測工業(yè)煙塵的排放等城市上空環(huán)境污染物的擴(kuò)散規(guī)律，監(jiān)測灰霾、查找污染源和沙塵等天氣過程，對大氣環(huán)境監(jiān)測和大氣科學(xué)研究有著重要的指導(dǎo)意義。氣溶膠激光雷達(dá)系統(tǒng)組成主要包含激光雷達(dá)探頭、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元、三維掃描云臺、數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)、GPS+北斗雙模定位、走航鋰電池及配套戶外方艙等部分組成。

氣溶膠激光雷達(dá)為霧和霾等大氣復(fù)合污染的監(jiān)測預(yù)警提供支撐，對提氣象預(yù)報(bào)綜合能力起到了重要推動作用。大氣邊界層是最接近人類活動的地表層的氣層,人類的日常活動直接影響到底層邊界層的大氣狀態(tài),邊界層的物性又影響著人類的生存環(huán)境。因此研究邊界層內(nèi)的大氣狀態(tài)變化,對研究太陽輻射,地球動力學(xué)上的熱量傳遞,解釋地球溫暖化現(xiàn)象,提高局部氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度,進(jìn)行大氣污染的防治,特別對城市氣象變化等研究有著很重要的意義。

激光雷達(dá)作為一種主動遙感探測工具,具有探測范圍大、空間分辨率高、能實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測和測量精度高等特點(diǎn),已廣泛用于激光大氣傳輸、全球氣候預(yù)測、氣溶膠輻射效應(yīng)及大氣環(huán)境等研究領(lǐng)域。 邊界層內(nèi)的大氣溫度剖面及對流層內(nèi)氣溶膠剖面的光學(xué)特性精細(xì)探測技術(shù)為研究對象，利用轉(zhuǎn)動喇曼散射激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)白天低層大氣溫度高精度探測的方法和關(guān)鍵技術(shù);利用米散射激光雷達(dá)觀測西安城區(qū)大氣氣溶膠時(shí)空變化特性及數(shù)據(jù)反演技術(shù)的研究;提出了高光譜分辨率激光雷達(dá)系統(tǒng)精確探測大氣氣溶膠光學(xué)特性的技術(shù)。 

為解決白天強(qiáng)烈太陽背景光及低層大氣中的高密度氣溶膠對激光雷達(dá)溫度探測的影響,提高系統(tǒng)的信噪比,激光雷達(dá)在探測氣溶膠、云、邊界層、溫度、能見度、風(fēng)、大氣成分、水汽和鈉層方面的應(yīng)用提出了一種新的紫外域波長轉(zhuǎn)動喇曼散射測溫激光雷達(dá)系統(tǒng)的分光方案。激光雷達(dá)將向多波長、多探測功能、商業(yè)化、區(qū)域化及全球化方向發(fā)展,它在氣象與環(huán)境監(jiān)測中正在發(fā)揮越來越重要的作用。

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