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沙塵暴再度來襲 中科光電激光雷達沙塵網“看清”每一次起消過程
聚光 發布時間:2021-04-22 聚光 來源: 聚光 瀏覽量:197

  沙塵暴又雙叒叕來了!

  此次蒙古氣旋東移帶來的沙塵天氣從14日下午開始席卷我國14省市,部分南方地區也不能幸免。

  沙塵大部隊從西北向東南移動,新疆東部和南疆盆地、青海西北部,甘肅中西部、內蒙古中西部、寧夏、陜西中北部、山西、北京、天津、河北、河南、山東中西部、安徽中北部、江蘇北部等地將陸續出現揚沙或浮塵天氣。

揚沙、浮塵不僅影響著全省的空氣質量改善,更困擾著廣大群眾的生產、生活。

  在極易受到沙塵侵襲的甘肅,尤其如此。因此,中科光電協助該省建成了國內首個“地—空—天”沙塵立體綜合觀測網,能夠完整捕捉到沙塵天氣在該區域的運動軌跡,還能在環境空氣質量預警預報、重污染天氣應急聯動方面發揮重要作用。

 

多種激光雷達組網

高科技賦能區域沙塵觀測

  利用多波長顆粒物激光雷達、激光測風雷達、太陽光度輻射計等監測設備,并結合遙感衛星數據和拉曼-米激光雷達進行精準標定、數據質控,實時監測沙塵空間粒徑分布、邊界層高度、風廓線、三維風場等信息,分析沙塵強度和空間分布特征,并結合氣象要素,快速預測未來沙塵的強度、傳輸路徑和發展趨勢。


甘肅省沙塵立體綜合觀測網雷達分布圖


沙塵觀測的核心裝備——多波長顆粒物激光雷達




多元技術融合

“看清”每一次沙塵天氣起消過程

  為了充分發揮沙塵監測網的作用,中科光電定制化打造了以物聯網、大數據技術為核心的智能化沙塵立體監測綜合管理軟件平臺。該平臺將甘肅省內所有激光雷達設備全部聯網并用,實現對沙塵網圖像和數據的存儲、統計,實時顯示各站點雷達運行狀態、監測結果圖,并可對超過閾值的沙塵監測點位進行報警提醒。

  平臺支持多場景應用,不僅可以利用沙塵網在線監測儀器的實時監測數據進行在線污染特征分析,自動生成分析報告,還能將監測數據三維模式同化與高分辨率GIS地圖疊加,進行沙塵傳輸的情景模擬,實現污染傳輸三維可視化展示。


河西地區顆粒物激光雷達消光系數(左)和退偏振比(右)圖

 

  由此次沙塵天氣為例,從上圖可以看出,4月14日-15日,河西地區先后經歷了兩次沙塵傳輸過程。

  14日13時,阿克塞、玉門、金塔同時監測到沙塵過程,沙塵傳輸速度較快,氣溶膠粒子分布在2km范圍內;14日下午至夜間,阿克塞、玉門等地沙塵強度明顯減弱,沙塵向東繼續傳輸,嘉峪關、金昌和武威先后監測到沙塵輸入,金昌站細粒子污染相對較重,嘉峪關站沙塵強度較弱。

  4月15日凌晨2時,金塔監測到新一輪沙塵輸入,并先后影響嘉峪關、金昌和武威等地,玉門也受到本次沙塵影響,為河西各站點最高。

  15日上午,河西各站點雷達均顯示沙塵強度有所減弱,金塔、嘉峪關出現部分沙塵向空中擴散、與近地面沙塵分層的情況,嘉峪關站空氣質量好轉較為明顯;但河西東部的金昌、武威沙塵強度仍然較高。

 

多數據分析

大數據支撐污染預警預報

  沙塵立體監測網的建立,將沙塵預警工作從傳統的地面監測擴展為地空天一體化的立體監測,當上游發生沙塵天氣時,通過激光雷達組網的全面、實時監測,并進行數據分析后,能實時獲取沙塵垂直濃度,預估沙塵對下游城市的影響,及時開展沙塵預警。

  自沙塵網投入使用以來,已成功捕捉了每一次的沙塵天氣全過程,為大氣污染預報預警提供了數據支撐。

  沙塵天氣監測、預報能力得到極大程度的提升后,甘肅省空氣質量預報工作更加精細、準確。自2020年2月起,該省已正式開展了五大區域每日七天形勢預報,為空氣重污染過程研判、防控、預警和應急響應提供重要的技術支撐。

甘肅省監測中心站定期發布空氣質量預報





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