摘要：在目前，激光雷达属于运用非常广泛的现代光学遥控设备，是传统雷达与现代激光技术相融合的产物，在大气环境监测中占据较为重要的地位。文章主要探讨了激光雷达在气象和大气环境监测中的应用。
关键词：大气环境监测；激光雷达技术；应用要点
前言
激光雷达融合了激光技术和光学以及信息解析方面的知识，将其融入一种现代化遥感方法。激光雷达在探测波长方面有所缩短，并且波束定位性非常强，所以自身拥有较强的分辨率与灵敏度，可以精准测量盲区。通常激光雷达能在一定程度上达到对大气环境、海洋以及陆地的探测，在各个区域占据非常重要的作用。
1.激光雷达概述
在对大气环境中污染物进行监测时，需有效分析气象原因，探测大气中的成分。一般激光雷达可以有效检测出气溶胶与云粒子详细的分布情况，并且可以检测出大气成分、污染环境气体，有效管理污染源于城市上空的扩散情况。激光发射和回波信号以及采集、控制等都属于激光雷达系统。激光束和大气物质相互的作用，便能产生一定的回波信息，其中大气探测激光雷达实施大气探测是较为重要的一点[1]。激光雷达在探测大气环境时，主要探测的是云、雾、能见度、大气气溶胶等方面，当探测器夹杂着被测物质相关的信息，便可对其实施分析，获得相应的大气物理要素。
当前，我国激光雷达获得了非常大的进步，在我国研究院大气物理研制出新型的激光雷达，与此同时，携带着能见度较高的YAG雷达。在研究院中，研究出的激光雷达具有非常强的优势。中科院研究中的激光雷达技术获得了较为明显的成绩。前后研制出我国第一台测污激光雷达，分别为监测乙烯JC-1激光雷达、平流层气溶胶探测L625激光雷达等。
2.激光雷达在气象中的应用
为了达到气象的需求，取得相应的区域性大气参数三维空间分布，在国际激光雷达中，逐渐建立了许多区域性面积空间，来覆盖地基激光雷达观测网。其中主要有全球大气成分探测网、独联体激光雷达观测网等[2]。近阶段，在世界范围内，正计划建立全球大气气溶胶激光雷达观测网。主要目的便是评估全球气候变化、空气质量评估等，可以合理应对突发事件。
激光雷达根据运载平台，可以将其分为地基固定式、车载式以及机载式等方式。像地基固定式、车载式、记载式等区域，在观测区域中，都拥有相应的区域约束，非常不容易实施全球区域内的连续观测。然而，研究气候过程中，只实施局部大气探测是不可以，但是，采用星载式激光雷达便能从根源解决此难题[3]。在当前，许多地方都在研究星载激光雷达，例如：美国、日本等发达国家，都提出了使用星载LDAR发展计划，其中美国是最初的使用者，它可以对全球云、气溶胶垂直结构等方面实施全面的观测。基于技术原因，发射时间会有所推迟。
3.大气环境监测中激光雷达技术的运用
在以往，激光雷达属于新兴遥感探测技术，在空间分辨率、测量精度等方面都拥有很大的优点，并慢慢应用到了大气科学、环境、气候等领域。依照探测物质不一，可以对其进行分类，从而介绍如何使用激光雷达技术。当前的激光雷达技术在技术方面难度非常大，实际应用中仍然会存在以下缺点，例如：受到大气光的影响，会降低光的传输效应，导致遇到以下雨、雪、等天气都没有办法进行工作。由于波束较窄，在空中捕获困难。然而，激光雷达技术在我国占据非常重要的地位，在详细的应用过程中，组建了雷达观测站，在国内，激光雷达发展较为明显，怎样应用于大气环境监测变为重点。以下对其在大气环境监测中的应用进行探讨。
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3.1气溶胶与边界的探测
在许多大气环境中，气候是主要的因素，云与气溶胶是较为重要的，然而不能确定影响因子，气溶胶通过吸收与散射太阳辐射、地球的长波辐射后，对于大气系统产生较为严重的影响。云层对于大气辐射平衡影响非常大，针对系统自本来讲，云不但是指示器，还是调节器，云在气候变化中起到决定性作用，依照边界层的参数设计可以得知，如能准确确定高度与准确度，在实施途中具体了解传输方式与污染物的系数[4]。进行确定各项指标时，运用激光雷达达到云雨气溶胶的处理，进行实施时，可运用Mie进行三射，其中涵盖了共振荧光、偏振等。为了达到不同区域间的探测，需合理处理消光系数、后向散射系数等方面的处理，解析存在的特点，并具体对其实施分析。
3.2温度的探测
温度在气象参量、海洋、大气物理、天气预报等方面都具有较为重要的作用，依照温度检测方式可以得知，全面运用高分辨率激光雷达，可有效得到精准数据。其它的激光雷达也可以使用到温度探测当中，针对此案例可将其分为振动与转动，全面运用氮气与氧气，通过转动谱线强度与温度间的关系为基础，运用双波长转动的散射原理，达到对大气温度的探查[5]。
3.3能见度监测
能见度好坏能有效看出区域大气环境质量，与此同时，需和人们日常生活联系在一起，其中海陆空交替非常容易受到约束。当能见度非常低时，会直接给人们带许多坏的影响，所以，在研究大气环境质量时，能见度是非常重要的一部分。对于能见度监测中，可以运用激光雷达技术，便能准确反应大气对传输的衰减，在这里需将其当做非常重要的方法。根据能见度与倾斜程度实施评价。水平能见度在一定的大气环境下，可见度非常高，依照具体的原理与消光系数可以得出，攻克其余不良原因影响，便可达到详细的要求。
3.4风的探测
风速在气候学研究中，是较为重要的一部分，同时也是大气环境中污染物传输最为主要的参数，大气对于风速的测量，站在全国气候角度讲，拥有非常积极的作用，可以有效提高数值天气预报的精准程度。对局部区域进行检查时，需要详细分析技术重点与要点，达到直接检测。在当前地基相关的系统慢慢变得成熟，从整体上，对发射激光具有非常严格的要求，对于发射、接受光学系统等方面的改变，需将边界层风速测量工作做好，注重非相干检测技术，依照边缘检测可以得知，大风长测量是非常重要的。采用单边缘检测技术风速时，需对气溶胶与分子散射点实施具体了解，照顾好大气风俗测量类型，提高风俗，达到灵敏度监测，合理使用检测技术。
结束语
综上所述，当前激光雷达方面的科学知识与技术在不断的前进，激光雷达在进行探测中，空间区域、物质种类以及时间等方面都拥有非常大的潜能，激光雷达也正迈向更精准的发展方向。此技术在今后发展中，会得到更为广泛的使用。使用各种激光雷达可以长时间的监测各种资料，研究气候变化情况，在气候、天气方面展示出特有的作用，为气候与大气环境做出一定的贡献。
参考文献：
[1]王红，刘海龙.城市大气环境监测优化布点方法研究[J].资源节约与环保，2019（01）：51.
[2]李浩.大气监测布点的优化策略分析[J].资源节约与环保，2019（01）：59.
[3]楚银龙.生物监测及其在环境监测中的应用研究[J].资源节约与环保，2019（01）：45.
[4]韩鸿飞.大气污染检测点位布置分析[J].环境与发展，2018，30（12）：154+158.
[5]艾恒贤.大气环境监测布点的相关探讨[J].资源节约与环保，2018（12）：49.
论文作者:叶繁荣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/27
标签：激光论文; 大气论文; 气溶胶论文; 环境监测论文; 能见度论文; 技术论文; 等方面论文; 《基层建设》2019年第5期论文;