科技科普:海洋深處的眼睛——激光雷達(dá)
發(fā)布時間:2021-08-02
瀏覽次數(shù):970

  雷達(dá)在我們生活中的應(yīng)用很廣泛,氣象預(yù)報、資源探測、大氣物理等活動都需要借助雷達(dá)。在海洋探測活動中,激光雷達(dá)被譽為海洋深處的眼睛,透過它,我們可以穿越深邃的海水,探知諸多海洋奧秘。?

  激光雷達(dá)最特別之處在于,它發(fā)射的是激光而不是無線電波。因此,激光雷達(dá)利用了激光光源單色性好、準(zhǔn)直性強和功率高的種種優(yōu)點。海洋激光雷達(dá)激光光源的工作波長一般位于海水的“藍(lán)綠窗口”,在此波段激光雷達(dá)對海水有很強的穿透能力。?

  ?

  根據(jù)激光雷達(dá)探測機制的不同,可以分為多種不同的類型,主要用于測量海水的粒子散射、喇曼散射、布里淵散射、熒光、海水吸收等特性。海洋激光雷達(dá)通常采用飛機運載的方式工作,即把激光雷達(dá)搭載在飛機上,從高高的空中探測海洋。它的工作原理與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛采用的“CT機”相似,工作時,先用激光雷達(dá)向海水發(fā)射一束激光,然后分別接收不同深度返回的信號,接著根據(jù)不同的探測機制,對返回的信號進(jìn)行分析研究,從而獲取不同海洋深度的相關(guān)信息。?

  目前海洋激光雷達(dá)已被廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境和水下目標(biāo)探測等領(lǐng)域,如淺海水深、潛艇、海洋葉綠素濃度和海洋污染探測等。葉綠素濃度測量就是熱點項目之一,這是因為浮游植物是其他海洋生物的直接或間接的食物來源,在所有的海洋生物中占有特殊而重要的地位,其數(shù)值與估計海洋初級生產(chǎn)力、全球通量和眾多海洋現(xiàn)象研究緊密相關(guān)。傳統(tǒng)的測定方法有許多局限性,一來依靠人工逐點采樣,范圍?。欢矸治鏊俣群苈?,效率不高。海洋激光雷達(dá)的出現(xiàn)恰好彌補了這種遺憾,可以對大面積,甚至全球范圍內(nèi)水域的葉綠素濃度進(jìn)行實時、動態(tài)監(jiān)測。?

  ?

  測量海水深度也需要激光雷達(dá)“大顯身手”,激光器可以從空中向下發(fā)射一個激光脈沖,當(dāng)該脈沖到達(dá)海洋表面時部分被反射回來,另一部分到達(dá)海底之后會再反射回來。激光雷達(dá)在空中接收到這兩個反射信號,并測出它們的時間間隔,用這一時間間隔乘以激光在海水中的傳播速度,就可以算出海水的深度。?

  本文由國家海洋局霍云龍進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。??

  科普中國中央廚房

  新華網(wǎng)科普事業(yè)部

  科普中國-科學(xué)原理一點通

  聯(lián)合出品


歡迎掃碼入群!

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(yōu)惠的活動和科普好物!


聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認(rèn)識科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者