13、CSIR - NLC移动激光雷达用于大气遥感的技术解析

CSIR - NLC移动激光雷达用于大气遥感的技术解析

1. 遥感技术概述

遥感是一种在不直接接触被观测物体的情况下，对过程或物体进行测量、观测或监测的技术。其仪器无需与被观测物体直接接触，具有诸多优势，比如能在不干扰过程的情况下进行测量，可经济快速地探测大体积区域，能提供气溶胶、空气污染、农业、环境影响、太阳和地球系统、海洋表面粗糙度以及大规模地理特征的全球测量数据。现代大气遥感技术可用于详细研究大气物理、化学和气象学。通常，观测、验证和理论模拟是大气遥感高度集成的组成部分。近年来，主动和被动遥感技术以及测量大气和环境参数的理论/公式方法发展迅速。主动遥感仪器包含测量所基于的能源，观察者可控制该能源，如雷达（RADAR）、激光雷达（LIDAR）、声雷达（SODAR）、声纳（SONAR）等；被动遥感传感器则不包含测量所基于的能源，依赖观察者无法控制的外部光，例如光学和射电望远镜、辐射计、光度计、光谱仪等。

2. 激光雷达作为遥感探测器

激光雷达（LIDAR，即光探测与测距）也被称为“光学雷达”或“激光雷达”，是一种强大且多功能的高分辨率大气研究遥感技术。它能探测雷达无法到达的区域，研究大气的微观尺度，从而补充了传统雷达在大气研究中的不足。激光雷达对大气的探测始于20世纪60年代初，并在过去五十年中得到了深入发展。1963年，Fiocco和Smullins使用能量仅为0.5J的红宝石激光器，从高达50公里的大气中获得了瑞利散射信号，并检测到了大气中的尘埃层；同年，Ligda进行了对流层云高度的激光雷达测量。近年来，更强大、相对坚固且高效的固态激光器的出现，以及探测器技术和数据采集技术的改进，使激光雷达成为大气研究的潜在工具。连续波和脉冲激光系统都被广泛应用，目前用于研究大气结构