能监测雾霾的激光雷达看上去像个“望远镜”

工作人员演示大气颗粒物监测激光雷达

　　 昨天，无锡新区发布了一批物联网的应用项目，其中一项使用激光雷达监测空气中的雾霾情况的新技术引起关注。通过一束射向大气的激光，就能监测到空气中颗粒物的立体分布情况、辨别颗粒物种类。利用这种新式“武器”，未来无锡能够实现雾霾监测的“地空天一体化”，将有效地对大气污染的来源、过程和特征进行解析，为污染预警、防治提供更为全面的数据支撑。

　　 一个像望远镜一样的设备，只要“镜头”对准天空，就能监测空气中颗粒物时空分布、识别颗粒物种类、说清本地污染源与外来污染源对本地的污染的影响，并说清污染的变化趋势。走进中科光电楼顶的监测站点，10多平方米的房间内只有一个类似望远镜的仪器和一台连着处理器的电脑。“这就是监测站点?不需要人看着？”面对疑问，工作人员笑着解释，仪器监测已实现全自动化，不必有专人值守。

　　 这项技术是由无锡中科光电技术有限公司研发，据该公司研发总监宋炳超介绍,“望远镜”的工作原理并不复杂，它实际是激光雷达，对着头顶的天窗向大气发射一束激光，利用光的米散射原理，激光雷达的望远镜收集空气中颗粒后向散射的回波信号，如果空气质量非常好，那么对光的散射就很少。“望远镜”接收这些微弱的信号，经过放大处理并结合气象、环境科学的相应算法对数据进行处理分析，就能得出空气中颗粒的浓度、种类及变化趋势。

　　 据介绍，传统的监测设备主要监测的是近地面的污染表征，虽然能够实时地反映出空气质量的数据，但却缺乏整个大气物理、化学变化过程的有效信息。而新的技术就填补了这方面的空白，实现大气中所有颗粒物的时间、空间立体动态监测。

　　 回答污染现状、过程以及变化趋势三个问题

　　 这项技术利用颗粒物的“消光效应”，不仅能够监测到目前地面设备无法监测到的细小的颗粒物，更能动态反映大气污染的过程、特征及来源。同时激光雷达还能通过细颗粒物的形状及消光大小，来判断雾霾形成的成分，究竟是细颗粒物，还是沙尘。通过这些数据，就能判断出污染的源头，究竟是局地污染、外来输送污染还是高空沉降污染。

　　 “望远镜”设备理论上可以监测地面到空中10公里范围内的空气中颗粒污染物情况，结合地面上的监测基站以及环境监测卫星数据，能形成一个由地面、探空和卫星结合的天地空一体化监测网，监测信息经过集中处理后就能回答污染现状、过程以及变化趋势三个问题。

　　 目前，这台机器已经在北京、天津、上海等大城市先行投入使用，使用的效果非常好。目前，省内无锡新区、南京、苏州已初步建设了此项地基遥感监测设备。根据无锡的产业布局和地理气象条件，未来通过3-5个激光雷达合理布点，并配合地面监测点仪器，即有望实现从地面至几千米高空的污染物无死角立体监测。