【长知识】

    ◎本报记者 宗诗涵

    日前，在天津市蓟州区有人拍摄到天空中一道神秘的绿光，并将其形象地称为“天上一根‘葱’”。一些网友甚至认为发射绿光的设备是“天外来物”。然而，经过核实，这道绿光是由气溶胶激光雷达发出的激光。

    那么，什么是气溶胶激光雷达？它有什么用？科技日报记者就此采访了相关专家。

    主要用于探测气溶胶污染物

    气溶胶是指由悬浮在气体介质中的固态或液态微粒组成的气态分散系统。这些微粒的直径在0.002微米至100微米之间。由于这类微粒比气态分子大而比粗尘颗粒小，因而它不像气态分子那样遵循气体分子运动规律，也不会受地心引力作用而沉降，具有胶体的性质，故被称为气溶胶。

    北京市气象局探测中心研究员李林介绍，通过检测大气中气溶胶浓度，可以评估空气质量。

    气溶胶激光雷达，作为一种先进的地基垂直遥感气象观测设备，可以观测大气气溶胶分布与状态。“它主要基于米散射原理，通过发射激光脉冲与大气中的气溶胶相互作用，产生后向散射光。工作人员通过检测后向散射光的强度，可获取大气气溶胶分布等信息。”李林说，气溶胶激光雷达就像一台超级显微镜，能让观测者看清空气中那些微小颗粒的一举一动。

    与常见的天气雷达相比，气溶胶激光雷达主要用于气溶胶污染物的探测，工作波长更短。“大多数气溶胶激光雷达的波长为532纳米。”李林介绍，该波长处于可见光谱区域中绿色光的范围，因而气溶胶激光雷达在夜间工作时会发出一道绿光。

    波长为532纳米的气溶胶激光雷达之所以成为主流，首先是因为波长532纳米的光散射截面大。光的散射截面大，大气对其吸收相对较少，就可提升探测灵敏度。除此之外，532纳米波长的激光雷达技术相对成熟，相关光学元件、探测器等设备性能稳定可靠，有助于降低后期运维成本。

    给日常生活提供便利

    气溶胶激光雷达主要具有三大优点。“一是探测距离远，能够实现远距离精确探测；二是时间分辨率高，可以捕捉到大气中气溶胶的快速变化；三是不受白天黑夜限制，可昼夜连续工作。”李林说，这些优势使得气溶胶激光雷达成为当前气象观测的主力设备之一。

    在进行气象观测时，气溶胶激光雷达发射的激光可以对大气环境进行逐层“CT”扫描，其雷达系统收集到扫描信号后，便会进行自动分析，将其转换为空气质量数据。随后，空气质量数据会被传至后台，工作人员通过手机App或电脑即可接收，再据此分析空气污染源。

    除此之外，工作人员还会根据气溶胶激光雷达的扫描结果，利用无人机对重点污染源实施空中精准定位和快速核查，并利用大气环境监测走航车对重点污染源实施地面精准定位和快速核查。

    李林介绍，气溶胶激光雷达可为天气过程观测、灾害性天气监测预警和大气污染成因研究等提供重要数据支撑，提升当地气象预报能力、预警时效和应急处置能力。

    同时，气溶胶激光雷达能为公众日常生活提供便利。例如，通过分析气溶胶激光雷达获取的信息，工作人员可以掌握污染物的传输路径，向公众发布预警。“这有助于公众合理安排出行计划，免受不利天气的影响。”李林说。