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探访北京重污染红色预警中的霾观测试验
发布时间:2017-07-17        稿件来源: 【字体大小:

激光雷达射出的绿色光柱。孙楠 摄影

  中国气象报记者孙楠报道 12月20日,北京市启动重污染红色预警第五天,北京局地能见度不足50米。20日21时,显示PM2.5浓度为417,空气质量状况达到严重污染级别。记者前往北京理工大学激光雷达技术实验室,探访该实验室联合中国气象局气象探测中心,通过激光雷达系统进行霾探测试验,分析霾厚度等数据。

  还没走进北京理工大学,远远就能看见高空中一束绿光,这是用来探测大气数据的大气温度探测转动拉曼激光雷达发射的激光,能够探测大气中的温度、风场等信息,并通过捕捉光衰减的信号,探测大气粒子情况,最终对探测信号进行反演,分析霾的厚度、粒子浓度以及不同高度的水平能见度等。在天气好的时候,绿色激光柱看起来不会很亮,但由于当晚污染严重,大气中有很多细小颗粒物,光散射增强,光柱十分显眼。

 

激光雷达射出的绿色光柱。孙楠 摄影 

  实验室相关负责人介绍,在晴朗的夜空中,该激光雷达能够探测30公里的数据,但在像20日这样严重的霾天气中,激光能量大量衰减,大约只能探测2公里。该实验已经持续了三天,20日还将进行12小时的连续探测试验,分析霾的变化情况。试验数据显示,20日21时北京雾霾厚度约为0.49公里。

  据了解,激光雷达在我国气象观测领域尚未实现业务化,多处于试验运行阶段。它的好处是可以持续探测高空气象要素,有的激光雷达甚至能探测上百公里。但一方面,“北京的污染天气对雷达的损耗太严重了”,另一方面,如何更好反演激光雷达接收的信号,从而获得更准确的探测数据,也是科学家努力的方向。

 

工作人员反演激光雷达接收的信号。孙楠 摄影 

  激光雷达霾探测试验是在由中国气象局气象探测中心牵头的超大城市综合气象观测试验的总体框架下开展的。气象探测中心组织联合北京理工大学、中科院安光所、安徽蓝盾光电子有限公司等单位,通过开展一系列综合观测试验,获取霾的有效观测方法,提供环境气象服务观测产品,加强观测和预报之间互动,重点解决重点解决城市短临预报和环境气象服务中的关键技术问题。

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