全球首台中尺度二氧化碳探测激光雷达研发成功

科技工作者之家 05月26日

科技日报记者 张晔

近日,全球首台中尺度二氧化碳通量探测激光雷达正式投入商用。该雷达由南京信息工程大学智能遥感工程研究院教师夏海云领衔的激光雷达遥感团队潜心攻关数年完成,实现了百平方公里二氧化碳浓度和大气风场同步探测。

传统的二氧化碳探测手段主要有点式探测仪器和卫星。点式探测仪器采集几平方米范围内的浓度;卫星探测虽然覆盖全球,但时空分辨率较低。

夏海云所带领的激光雷达遥感团队,采用量子噪声极限灵敏度的探测器,不再依赖高能量激光器和大口径望远镜,提高了探测性能。雷达采用光纤技术,具有高光学探测和传输效率、高系统稳定性、人眼安全的特点,可在各种恶劣工况下实现全天时、全天候、全自动运行。特别是系统中采用的高性能红外探测器、全光纤激光器和高速模数转换采集卡等核心部件均由团队自主研制,打破了国外垄断。

在百平方公里的中尺度区域内,该新型激光雷达可以实现其中每一个标准足球场小范围的二氧化碳浓度遥感,有效弥补了点式仪器和卫星之间的探测尺度空缺。该激光雷达可以同时实现三维空间二氧化碳浓度和风场的探测,不仅能够实时识别与追踪碳源碳汇,还可以定量计算二氧化碳水平传输和垂直混合,是目前全世界唯一可以实现二氧化碳通量探测的商用激光雷达。

夏海云表示:“雷达投入应用后,将实现对生态环境、气象等‘双碳’领域不同维度的中尺度遥感服务能力的优化提升,为减污降碳协同增效提供数据支撑。”