發射雷射針 空污足跡看光光

大陸一輛大氣環境立體航車,使用雷射雷達水平掃描空氣品質。(取自新浪微博@日照環境)

科研人員監測空氣污染情形。(取自新浪微博@江西生態環境)

西安霧霾嚴重,民衆口罩出門。(中新社資料照片

黑色夜幕中,一束雷射如同一根閃亮的金針直插天空。「這就是我們的『大氣探針』,可以即時監測從地面到10公里高空範圍內的霧霾分佈並分析成分。」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,這是大陸科學家在空氣污染探測中的「新式武器」──雷射雷達。

一根根「雷射針」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「雷射針」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,併爲治理空氣污染繪製出一幅污染物傳播的三維立體「路線圖」。

瞭解霧霾空間分佈

「雷射雷達發出的雷射光束就像一根根『探針』,可以直接獲取近地面PM2.5等大氣污染物的觀測資料。」張天舒說,特別是組網觀測後,每一個「探針」所獲得的資料還可以進入大氣物理氣象模型分析,從而動態、即時地瞭解霧霾的時間和空間分佈、傳輸通道和總量關鍵資訊,建立起三維立體的污染物模擬場。

這種新型雷射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並組網觀測,大陸裝備的總檯數約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」全過程核心科學問題,雷射雷達爲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「雷射針」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。

「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爲新的關注點,成爲協同治霾突破口,這也是目前國際普遍關注的重要環境參數。雷射雷達將在對近地面臭氧即時立體監測方面做出更多貢獻,爲協同治霾提供技術支撐。

採車載、機載方式探測

未來雷射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、科研資料的共用,全球科學家就可以合作起來,共同研究治理地球大氣污染。