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武大团队突破技术瓶颈 全球首台超精准测量大气温度廓线的大型激光雷达问世
2024年12月12日 09:17:47
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4807
近日，武汉大学电子信息学院及湖北武汉大气遥感国家野外科学观测研究站（野外站）易帆教授团队在大气温度廓线探测领域取得了重大突破。
【化工仪器网 项目成果】近日，武汉大学电子信息学院及湖北武汉大气遥感国家野外科学观测研究站(野外站)易帆教授团队在大气温度廓线探测领域取得了重大突破。其最新研究成果——全球首台可实现近地面至平流层全天时精准温度测量的激光雷达，于12月3日在美国光学学会旗下杂志Optics Express在线发表。论文题为“Pure rotational Raman lidar for accurate profiling of atmospheric temperature and aerosol/cloud backscatter coefficients”。
大气温度是众多气象和环境科学研究中的核心参数，对数值天气预报、气候变化评估、大气热动力学及大气化学等领域至关重要。然而，传统纯转动拉曼激光雷达在探测大气温度时存在精度有限的问题，制约了其广泛应用。针对这一挑战，易帆教授团队经过数年潜心研究，发现提取单支氮分子转动拉曼谱线可以显著提高温度测量的准确性，是解决这一难题的最优技术方案。
为实现这一目标，团队成功研发了窄带滤光片+Fabry-Perot干涉仪组合的超窄带滤光系统，成功攻克了单支氮分子转动拉曼谱线提取的核心技术难关。在此基础上，团队研制出了全球首台能够实现从近地面至平流层(白天1-21公里，夜晚1-35公里)全天时精准温度测量的激光雷达。该雷达的时间分辨率达到1小时，空间分辨率为150米，在温度测量精度方面，夜晚21公里高度(白天为11公里)以下误差优于2摄氏度，达到了国际领先水平。
自2012年提出原理方案以来，该团队历经十年磨砺，不断攻克技术难关，最终在2022年成功推出可用于常规探测的激光雷达产品。这款雷达不仅在大气温度测量方面表现出色，还在气溶胶和云光学特征的精确测量方面展现出显著优势。
该团队的工作得到了国家自然科学基金委和国家科技部的持续资助。在基金委2023年重大仪器项目中期评议中，该项目是地球科学学部唯一获得优秀评价的项目，并被推荐为中央第38督导组现场考察备选项目。此外，该激光雷达已在国家重大科技基础设施“子午二期”项目的武汉珞珈山站和深圳博罗站投入应用部署，并在南极中山站成功部署了我国首台极地拉曼测温激光雷达，为极地气候变化研究提供了精准数据和技术支撑。
素材来源：武汉大学新闻网
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