近日，安徽省經(jīng)濟(jì)和信息化廳正式發(fā)布了2022年度安徽省首臺套重大技術(shù)裝備（第一批）評定名單，合肥中科光博量子科技有限公司“WARL-03溫濕度廓線激光雷達(dá)”產(chǎn)品成功入選。

溫濕度廓線激光雷達(dá)作為新型先進(jìn)的溫濕度廓線探測技術(shù)手段，具有高時空分辨率，可為當(dāng)前氣象預(yù)報服務(wù)、大氣污染氣象成因分析提供重要的業(yè)務(wù)化觀測數(shù)據(jù)支撐，提高預(yù)報預(yù)警的準(zhǔn)性，為環(huán)保、氣象部門提供有效的、科學(xué)化、精細(xì)化治理的技術(shù)手段。

WARL-03  溫濕度廓線激光雷達(dá)

它是一款集合水汽、溫度和氣溶膠觀測為一體的多參數(shù)激光雷達(dá)。儀器發(fā)射 355nm 激光，根據(jù)水汽分子對激光產(chǎn)生的 Raman 散射原理實現(xiàn)探測大氣中水汽含量，從接收不同高度上水汽分子和氮氣分子 Raman 后向散射光的回波信號中可以獲取水汽混合比的垂直廓線。利用 N2 和 O2 分子的轉(zhuǎn)動 Raman 散射譜線強(qiáng)度與大氣溫度的依賴關(guān)系反演大氣溫度廓線信息。

儀器將激光雷達(dá)系統(tǒng)、工作環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)集成在一起，基于一體化機(jī)柜設(shè)計，安全性和可靠性高，可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)操作，數(shù)據(jù)通過無線自動傳輸，可以連續(xù)無人值守觀測。

產(chǎn)品指標(biāo)

  探測因子：水汽混合比廓線、溫度廓線等

  有效探測距離：可達(dá)3km以上（與天氣狀況有關(guān)）

  時間分辨率：5min（可調(diào)）

  空間分辨率：7.5m可調(diào)

  探測盲區(qū)：≤100m

  發(fā)射波長：355nm

  測量通道：5通道（355nm米散射、387nm氮氣拉曼、407nm水汽拉曼、354nm/353nm轉(zhuǎn)動拉曼）

產(chǎn)品優(yōu)勢

采用復(fù)合濾波技術(shù)——增強(qiáng)渾濁大氣中的溫度探測能力，實現(xiàn)多種天氣條件（清潔、中/輕/重度污染）下逆溫層的高精度晝夜連續(xù)觀測

具備晝夜探測能力——采用大脈沖能量的激光光源和大口徑接收望遠(yuǎn)鏡，在常規(guī)天氣下，實現(xiàn)對五公里高度范圍內(nèi)的大氣溫度、水汽和氣溶膠等多參數(shù)垂直分布進(jìn)行連續(xù)探測

智能化模式——24h全自動連續(xù)工作，實時遠(yuǎn)程在線狀態(tài)檢測和故障報警

多參數(shù)探測——對大氣溫度、水汽和氣溶膠等多參數(shù)垂直分布的時空同步探測，更適用于污染過程中的物理機(jī)制研究以及預(yù)警預(yù)報

工作原理

激光器發(fā)射出特定波長（355nm）的激光脈沖，激光脈沖經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后射出。望遠(yuǎn)鏡接收到的激光脈沖與大氣相互作用所產(chǎn)生的后向散射信號，通過主鏡、副鏡以及光闌后，進(jìn)入后繼光學(xué)單元進(jìn)行分光，分為407nm、387nm、355nm、354nm、353nm散射信號。

這幾路光照射到PMT探測器上，將這些光信號轉(zhuǎn)化為電信號。電信號進(jìn)入多通道高速采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過計算機(jī)處理和分析，從而得到溫度、水汽等分布廓線產(chǎn)品。

產(chǎn)品應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

1. 為氣象及環(huán)境研究部門提供一種綜合環(huán)境氣象因子立體探測設(shè)備，綜合探測大氣水汽、溫度及氣溶膠的垂直廓線及時空分布演變特征。

2. 為有效的開展大氣灰霾污染過程提供技術(shù)裝備，為監(jiān)測大氣污染提供實時連續(xù)監(jiān)測、污染時空分布、環(huán)境氣象信息。

3. 有效的解析灰霾污染過程中顆粒物與氣象場相互影響過程，綜合探測邊界層的演變過程，為污染的演變過程分析提供依據(jù)，為區(qū)域污染的聯(lián)防聯(lián)控提供更有效的支撐。

4. 為當(dāng)前大氣環(huán)境預(yù)報預(yù)警提供多種立體觀測數(shù)據(jù)，提高預(yù)報預(yù)警的準(zhǔn)性，應(yīng)用于可能發(fā)生的重大污染事件的有效預(yù)防。

應(yīng)用案例

目前，WARL-03溫濕度廓線激光雷達(dá)這款產(chǎn)品已有山西太原、山西晉中、山東濰坊、安徽省環(huán)科院等多個應(yīng)用案例，借助科技手段成功助力這些區(qū)域打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。