一束激光探苍穹 西理工团队开云体育- 开云体育官方网站- APP下载铸就国产气象雷达“硬核”担当
2026-04-14开云体育,开云体育官方网站,开云体育APP下载千米秦岭之巅,一道锐利蓝光刺破苍穹,直抵云海深处。在我国南北气候分界线太白山主峰,西安理工大学华灯鑫教授团队架起自主研制的激光雷达,一束人造“天眼之光”穿透千米高空,实时捕捉冷暖气流交汇的磅礴动态。风涌云聚、水汽升腾,原本隐秘的大气奥秘在激光雷达的精细探测下清晰呈现。
这不仅是一次野外观测试验,更是我国自主高端大气遥感装备从实验室走向工程应用的生动见证,让看不见的大气运动可视化、可测算,彰显出国产硬核科技的实力与锋芒。
在西安理工大学激光雷达实验室里,一排排光学仪器整齐排列,微光在镜片间折射跳跃,电脑屏幕上不断跳动着大气回波曲线,每一组数据跳动,都代表着对天空的一次精准“把脉”。
谈及在秦岭主峰开展的观测试验,华灯鑫教授感触颇深。秦岭作为我国重要的生态安全屏障和气候分界线,山体地形复杂、大气运动剧烈,传统观测手段很难实现高精度、连续化的立体监测,而团队自主研发的激光雷达,终于让这片区域的大气运动有了清晰可测的“数字画像”。
这场试验的背后,是团队十几年如一日,向国外技术垄断亮剑、实现高端气象装备自主可控的执着追求。
长期以来,大气激光雷达核心技术被少数国家掌握,不仅高端设备价格昂贵,而且核心参数、关键算法对外严格封锁,不仅制约我国气象观测事业发展,更存在数据安全隐患。相比传统探空气球观测频次低、时空覆盖不足、数据稀疏的短板,团队研制的激光雷达突破空域限制、成本限制和环境限制,可全天候、不间断获取大气温度、湿度、风场、水凝物等核心气象廓线参数,真正实现了从间断估测到连续精密测量的跨越,为精准气象预报、防灾减灾、生态保护等提供精准的科学数据支撑。
在极端天气监测中,这套装备能提前锁定强对流、暴雨等灾害天气的发生发展轨迹,精准捕捉降雨云系的生成与移动,为防灾减灾抢出宝贵的预警时间;在航空飞行保障领域,可实时监测空域风场、能见度与云体变化,优化航路规划,提升飞行安全与运行效率;在生态环境监测中,能够清晰反演大气污染物分布与传输路径,为科学治污、精准控污提供支撑。
在华灯鑫看来,激光雷达带来的不仅是技术上的迭代升级,更是整个气象观测与服务模式的深刻变革,而这项技术,必须牢牢掌握在中国人自己手中。
上世纪90年代,华灯鑫远赴日本深造,十二年潜心钻研,从理论研究到野外观测,从器件研发到系统集成,一步步成长为国际激光雷达遥感领域的知名学者,深度参与多项国际顶尖大气观测装备研发。2005年,在事业上升的关键时期,他毅然选择回国发展。“高端探测装备长期被国外‘卡脖子’,关键设备依赖进口,不仅成本高、售后难,更关系到国家数据安全。核心技术买不来、等不来、要不来,必须我们自己干出来。”
回国后,他从零起步,牵头创建西北地区首个激光雷达遥感研究中心。创业之初,没有成熟平台、没有现成器件、没有完备的研究条件,团队几乎在一张白纸上画图。核心光学部件买不到,就反复试验自主优化;系统算法不成熟,就通宵推演不断调试;野外试验条件艰苦,成员们顶着日晒雨淋坚守观测现场。大家白天调试光学系统,晚上编写算法程序,无数个日夜连轴转,凭着一股不服输、不放弃的韧劲,誓要做出中国人自主研发、国际一流的激光雷达。
二十余年坚守耕耘,团队实现了我国激光雷达技术从跟跑、并跑到局部领跑的重大跨越,先后三次承担国家自然科学基金重大科研仪器项目,成为国内少有的连续承担此类国家级重大专项的科研团队,攻克多项关键核心技术,打破国外长期技术垄断,让西安理工大学在大气遥感领域稳居国内第一方阵,为我国气象科技自立自强写下生动注脚。
“大气观测最难的,就是精准、连续获取云中温湿度、气流、水汽通量等关键信息,传统设备难以获取云层宏微观的有效数据,极易在人工增雨、灾害预报中形成监测盲区。”华灯鑫坦言,云内精细结构定量探测,一直是长期困扰全球气象行业的世界级技术难题,也是制约人工影响天气作业精准度的关键瓶颈。
团队不照搬国外技术路线,从探测机理创新、装备研发、数据反演算法三方面全线攻关,走出一条自主创新之路。经过无数次试验与优化,成功研制出全球首台可移动式全天时云温湿度及云内上升气流探测激光雷达,拥有完全自主知识产权,填补技术空白。该成果在国际上首次提出激光遥感反演垂直可凝结水量新方法,成功突破水汽通量定量估算的行业瓶颈,为云水资源开发、人工增雨作业提供了全新的技术支撑。
为让科研成果走出实验室、适配实际业务需求,团队在泾河国家基本气象站开展长期同步对比观测试验,将自主研发雷达与业务化探空气球进行同点、同时、同步观测。设备全天候连续稳定运行,科研人员逐时比对探测曲线、校准数据偏差、优化反演算法,在一次次野外试验中打磨精度、提升可靠性,确保装备在复杂天气环境下依然稳定精准。最终,该成果顺利通过国家自然科学基金委验收并获评优秀,得到由5位院士领衔的11位行业权威专家高度认可。
在此基础上,团队持续深耕,突破斜程能见度精准探测、大气边界层结构反演等关键技术,相关成果发表于国际权威期刊,并登上《光学学报》封面,为航空安全、低空管控、交通运行保障提供关键技术支撑。截至目前,团队累计获得国内外发明专利50余项,发表高水平学术论文400余篇,标志着我国激光大气遥感技术正式迈入国际先进行列。
技术好不好用,“实战”检验最有说服力。一项项实验室里的突破,最终要在服务国家、服务民生中体现价值,将论文写在祖国大地上。
华灯鑫教授团队的科研人员介绍,开幕式举办期间,空域云层厚重、水汽充沛、局地对流活跃,随时可能出现降雨,对开幕式安全顺利举行构成直接威胁。面对严峻考验,团队通过激光雷达系统全程值守、紧盯不放,对云层厚度、水汽含量、对流发展趋势进行不间断精细监测,每一组关键数据都实时精准传送到气象保障指挥现场,为科学决策、精准调度提供最可靠的依据。
正是靠着这份精准到秒、精细到米的硬核监测支撑,人工影响天气作业精准发力、高效协同,硬是“把风摁住,把雨憋住”,成功守住开幕式气象安全防线,用自主科技力量为这场盛会保驾护航,交出了一份圆满的实战答卷。
在深入打赢蓝天保卫战中,这套装备同样发挥重要作用。“它能实现大气污染物分钟级动态监测,精准捕捉污染物传输路径、扩散规律与时空分布,为西安及关中地区科学治污、精准管控、联防联治提供精细化数据支撑,助力空气质量持续改善。”该科研人员介绍。
近年来,西安理工大学与西安市气象局深度合作,共建0—10公里大气立体探测网,补齐区域精密观测短板。业务运行数据显示,系统将区域气象监测精度提升15%,人工增雨条件识别准确率达92%,显著提升云水资源利用效率,在抗旱保收、生态修复、水源涵养中发挥重要作用。双方联合申报国家级、省部级项目13项,推动科研成果快速转化落地。
2025年,团队5项核心技术实现成果转化,合同金额超千万元,相关装备已在西安市气象局、陕西省人工影响天气中心等多家单位投入业务运行,真正实现“技术变产品、成果变效益”。未来,团队将进一步推进激光雷达与天气雷达组网观测,构建多源融合、精细化大气垂直预报体系,针对秦巴山区防汛减灾、生态保护需求布设雷达装备,进一步延长灾害性天气预见期,提升区域防灾减灾能力。
2024年,团队再次获批国家自然科学基金的国家重大科研仪器研制项目。2025年,西安理工大学成立光电科学与智能仪器学院。如今,团队已构建起结构合理、后劲充足的高水平科研梯队,汇聚骨干人才22名,一批归国博士与青年学者快速成长,成为我国大气遥感领域接续奋斗、勇攀高峰的重要力量。
从秦岭之巅到气象一线,从实验室到业务场,华灯鑫团队始终把论文写在祖国大地上,把成果用在国家急需处。团队奋力打破国外技术垄断,以自主创新践行科技自立自强,用一项项扎实可用的硬核成果,书写出西安硬科技服务国家、惠及民生的生动实践。


