“一束光打過去,就知道污染物濃度是多少。像醫(yī)生給病人做CT一樣,我們是給大氣環(huán)境做CT的人?!弊鳛槲覈h(huán)境光學這一新領域的領軍人物,中國工程院院士、中科院合肥研究院安光所學術所長、中國儀器儀表學會副理事長劉文清率先提出了開展光學與環(huán)境交叉科學的創(chuàng)新研究。
劉文清院士在大氣痕量氣體探測載荷定標現(xiàn)場認真查看定標數(shù)據(jù)
光學、環(huán)境科學,在普通人看來風馬牛不相及的兩個學科,為何能產(chǎn)生交集?
劉文清院士在“總碳柱觀測網(wǎng)合肥站”(Tccon Hefei)查看地基高光譜數(shù)據(jù)
“空氣中的各種成分,包括污染物,都有自己的特征吸收光譜。通過設備對污染物進行立體垂直探測,就可以知道光路上不同高度的污染物的成分和含量?!眲⑽那褰榻B,目前,他率領團隊建立了包括400多種大氣污染物、100多種水體污染物、20多種土壤重金屬污染物的光譜特征數(shù)據(jù)庫,研發(fā)了污染物光譜定量解析算法和工程化應用軟件,不僅能為大氣環(huán)境“把脈”,還能“診斷”水體、土壤的污染情況。
劉文清院士在實驗室測試實驗裝置的光路準直性
今年安徽高考,語文作文的素材是“雙奧之城”北京。對兩次承擔奧運會環(huán)境監(jiān)測任務的劉文清團隊而言,這是道“送分題”。2008年,北京奧運會,當時正是我國大氣污染問題突出的時期。劉文清率領團隊建立覆蓋北京及周邊地區(qū)的大氣環(huán)境立體綜合監(jiān)測系統(tǒng),為空氣污染預警和制定減排措施提供科學數(shù)據(jù)支撐。2022年,北京冬奧會,劉文清團隊研發(fā)的車載激光雷達,能夠快速精確獲取大氣顆粒物的區(qū)域分布特征,并成功預測了冬殘奧會第一天的沙塵污染。
劉文清院士向技術人員提醒真空環(huán)境下遙感載荷熱試驗的注意事項
從北京奧運會到北京冬奧會,14年間,劉文清帶領團隊聚焦國家重大戰(zhàn)略需求,加快突破關鍵核心技術,為建設天藍、水清、草美的生態(tài)環(huán)境,打造了一個“天、地、空一體化”的立體綜合監(jiān)測網(wǎng)。
劉文清院士檢查航天衛(wèi)星產(chǎn)品研制工作,對自研的成像光譜讀出電路信號進行判讀
劉文清院士在航天載荷電裝間,使用高清晰檢測設備審查電路板電裝質量
2018年5月9日,高分五號衛(wèi)星成功發(fā)射,搭載了安光所自主研制的大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體監(jiān)測儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測儀。從此,我國可以獲得全球的污染氣體分布數(shù)據(jù),不僅能為我國大氣污染控制決策提供技術支持,還能為國際環(huán)境外交提供有力的數(shù)據(jù)支撐。作為衛(wèi)星3個有效載荷的總設計師,劉文清堅定地認為:“國之重器不能依靠進口,必須應用自主儀器設備!”
劉文清院士在某新型大氣痕量氣體探測載荷定標現(xiàn)場,和研制人員一起開展該載荷的實驗室定標
劉文清院士在“高分真實性檢驗站(合肥)”樓頂與技術人員探討光學遙感方法觀測大氣氣溶膠的優(yōu)勢