河北首次應用車載激光雷達探測城市大氣污染狀況
只要激光雷達一開啟，就可以將污染源分布情況盡收眼底，并能隨時對空氣污染物做定點立體掃描，區域治霾更加精準。
近日，河北省石家莊市環境預測預報中心使用車載激光雷達，通過走航的方式精準探測城市大氣污染狀況，這在河北省尚屬首次。
車載激光雷達可快速發現污染源
“這是一臺車載激光雷達設備。”記者在石家莊市環境預測預報中心院內看到一輛停放的中巴車，工作人員向記者介紹，別看這車外貌普通，車內卻“暗藏玄機”。“經過改裝后，車內裝有3D可視型激光雷達、電腦等設備。”
工作人員打開車載雷達，一束肉眼可見的綠光通過車頂的光學天窗發射出去。20秒后，旁邊的電腦屏幕上開始不斷顯示從近地面到高空15千米以內的污染立體分布情況。在這個大氣污染狀況圖譜上，以藍、綠、黃、紅等不同的顏色來顯示大氣狀況。
“這個紅色小點說明這里有污染排放。”石家莊市環境預測預報中心工程師石艷碩介紹說，雷達檢測出的相關數據會被實時發送給環境執法人員，配合執法人員迅速發現污染源。
實現3方面應用，污染物來源更清晰
“車載激光雷達有3方面應用，即對空氣質量進行定點垂直監測、定點水平監測以及走航監測（即移動監測）。”石艷碩介紹說，垂直方向最遠可以監測到25～30公里高空；水平方向能對半徑8公里范圍內進行監測，并能對經緯度進行精準定位；利用車載，激光雷達可以便捷地移動到各處，迅速查找污染源。
“激光碰觸到大氣中的顆粒物會產生回波信號，電腦接收到回波信號后，可以形成所監測區域內的污染物分布圖以供分析。”石艷碩介紹說，這些數據疊加在地圖上，放大就能清晰地看到污染源的具體位置，經過相關系數、公式的計算就能得出大氣中的顆粒物是PM2.5還是PM10。
車載激光雷達利用激光對大氣顆粒物的時空分布進行遙感探測，可以分析區域污染物輸送特征與來源。
“比如監測數據上顯示高空1.5千米到3千米之間的數值最高，呈現出紅色；而近地面1千米以下相對數值不高，呈現出黃色或橙色。這說明污染物主要集中在中高空范圍，屬于外地輸送來的污染源，近地面產生的揚塵并不明顯。這樣就能得出本次污染以外來污染源為主的結論。”
多種監測方式互補，推進“測管治”聯動
“這種方式可以彌補衛星遙感監測無法穿透云層、夜晚可見光不足等因素所帶來的監控死角，對區域性治霾更加精準方便。”石家莊市環境預測預報中心預報分析科主任王瑋說，只要激光雷達一開啟，就可以將污染源分布情況盡收眼底。“有了這個設備，就可以從垂直、水平等角度，實時監測污染物濃度的變化，相當于對空氣中的污染物做動態CT掃描。”
記者在采訪中了解到，車載激光雷達監測方式與以往監測點的監測不同，這種監測方式更加宏觀、大尺度、大范圍，在沙塵天氣下也可以看到中高空污染物的分布情況。
“當衛星遙感發現一些區域空氣污染較重時，我們就會啟動車載激光雷達，通過走航的方式到這些空氣污染熱點監測，查找具體污染原因。衛星遙感和激光雷達走航的聯合應用，可以全天候多方位多角度對石家莊市的污染狀況進行監控。”王瑋說。
通過快速對區域大氣污染源進行溯源定位，有助于實現“測管治”聯動，為科學治理大氣污染提供新方法、新技術，為科學治污、精準治霾提供有力的數據支撐。
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