二氧化碳拉曼激光雷达研制

2013-04-08  来源:

项目分类:观测仪器设备  立项年度:2008

负责人:胡顺星       完成年度:2010

完成单位:中国科学院合肥物质科学研究院

一、项目简要说明

该设备是利用拉曼激光雷达技术研制而成的,用于探测大气二氧化碳时空分布及其变化的实验装置。基本原理为:拉曼激光雷达向大气中发射一束基于Nd:YAG 三倍频波长354.7nm 的强激光束,激光束与大气中的氮气和二氧化碳气体发生受激拉曼散射,激光雷达系统接收大气二氧化碳和氮气的后向拉曼散射信号,获得后向散射信号的距离分布,从而根据获得的后向散射信号的距离分布反演出大气二氧化碳的空间分布。

“二氧化碳拉曼激光雷达”仪器设备系统主要由激光光源、发射光路、接收光路、回波弱信号接收、数据获取和处理、自动控制、系统软件等部分组成。通过自动控制指令控制发射系统和接收系统,长时间积累激光脉冲回波信号,信号数据存于计算机中。

项目研制的二氧化碳拉曼激光雷达是光机电一体化实验装备,是我国第一台具有自主知识产权的探测大气温室气体二氧化碳时空分布的激光雷达系统,该系统能够全方位探测大气二氧化碳浓度距离分布。二氧化碳拉曼激光雷达与二氧化碳分析仪观测结果表明具有很好的一致性,该系统探测范围水平方向大于2km, 垂直方向大于3km,探测分辨率30m,探测精度在1km 范围内优于1%,在垂直3km和水平2km范围内优于2%。

该仪器的主要技术指标:

二、在科研工作中发挥的作用

二氧化碳已成为最重要的大气温室气体成分,大气二氧化碳气体的大量增加对全球气候的改变产生重要影响。我国正处于一个经济快速发展时期,二氧化碳排放逐年增加,面对严峻国际压力,积极应对全球气候变化,加强工业二氧化碳减排的计划和工作,“监测气候变化的过程和要素”等工作是中国政府应对气候变化专项行动的重点任务之一。项目研制成功的二氧化碳拉曼激光雷达系统已经在中科院合肥物质科学研究院大气光学中心投入使用,用于安徽省合肥地区大气二氧化碳垂直分布的常规监测,为我国的气候变化与环境变化评估研究服务。

1.投入测量的二氧化碳拉曼激光雷达,获得合肥地区大气二氧化碳的时空分布,为合肥物质科学研究院承担的科技基础性专项“我国东部整层大气重要参数高分辨垂直分布探查”重点项目积累科学数据,并为国内多家科研单位发展包含四维分布的气候变化与环境评估研究模式服务。

2. 拉曼激光雷达是一种大范围和高空间分辨率连续测量大气二氧化碳分布的工具,研制成功二氧化碳拉曼激光雷达可以成为激光雷达观测网的基本配置之一,用于监测城市、森林、湖泊等大范围大跨度大气二氧化碳时空变化特征监测,研究大气二氧化碳的源与汇及其转化的机理。

(合肥物质院科研规划处供稿)

附件下载:
  • 大型设备查询

  • 用户登录

© 2013中国科学院 版权所有 备案序号:京ICP备05002857号