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海洋深处的眼睛——激光雷达

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online_member 发表于 2021-10-3 15:48:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
  雷达在我们生活中的应用很广泛,气象预报、资源探测、大气物理等活动都需要借助雷达。在海洋探测活动中,激光雷达被誉为海洋深处的眼睛,透过它,我们可以穿越深邃的海水,探知诸多海洋奥秘。
  激光雷达最特别之处在于,它发射的是激光而不是无线电波。因此,激光雷达利用了激光光源单色性好、准直性强和功率高的种种优点。海洋激光雷达激光光源的工作波长一般位于海水的“蓝绿窗口”,在此波段激光雷达对海水有很强的穿透能力。
  
海洋深处的眼睛——激光雷达324 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:71708

  根据激光雷达探测机制的不同,可以分为多种不同的类型,主要用于测量海水的粒子散射、喇曼散射、布里渊散射、荧光、海水吸收等特性。海洋激光雷达通常采用飞机运载的方式工作,即把激光雷达搭载在飞机上,从高高的空中探测海洋。它的工作原理与医学领域广泛采用的“CT机”相似,工作时,先用激光雷达向海水发射一束激光,然后分别接收不同深度返回的信号,接着根据不同的探测机制,对返回的信号进行分析研究,从而获取不同海洋深度的相关信息。
  目前海洋激光雷达已被广泛应用于海洋环境和水下目标探测等领域,如浅海水深、潜艇、海洋叶绿素浓度和海洋污染探测等。叶绿素浓度测量就是热点项目之一,这是因为浮游植物是其他海洋生物的直接或间接的食物来源,在所有的海洋生物中占有特殊而重要的地位,其数值与估计海洋初级生产力、全球通量和众多海洋现象研究紧密相关。传统的测定方法有许多局限性,一来依靠人工逐点采样,范围小;二来分析速度很慢,效率不高。海洋激光雷达的出现恰好弥补了这种遗憾,可以对大面积,甚至全球范围内水域的叶绿素浓度进行实时、动态监测。
  
海洋深处的眼睛——激光雷达829 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:71708

  测量海水深度也需要激光雷达“大显身手”,激光器可以从空中向下发射一个激光脉冲,当该脉冲到达海洋表面时部分被反射回来,另一部分到达海底之后会再反射回来。激光雷达在空中接收到这两个反射信号,并测出它们的时间间隔,用这一时间间隔乘以激光在海水中的传播速度,就可以算出海水的深度。
  本文由国家海洋局霍云龙进行科学性把关。  
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海洋深处的眼睛——激光雷达122 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:71708
                        
                        
                                
                                    海洋深处的眼睛——激光雷达
                                    
                                    
本文转载自:                                        科普中国-科学原理一点通
                                        2021-06-01
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