重大突破！全球最高分辨率測風雷達 | 科技袁人_風聞

導言：

中國科學技術大學團隊在相干測風激光雷達方面實現重大突破，首次實現3米和0.1秒的全球最高時空分辨率的高速風場觀測。

■ 抖音****視頻：

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本視頻發佈於2022年8月2日，點贊量近2.5w

■ 精彩呈現：

最近，人民日報微信報道了一個重大突破，——這文章的標題就叫《重大突破！》。中國科學技術大學團隊在相干測風激光雷達方面實現重大突破，首次實現3米和0.1秒的全球最高時空分辨率的高速風場觀測，發表在《光學快報》（https://opg.optica.org/ol/fulltext.cfm?uri=ol-47-13-3179&id=477123）。

什麼叫風場？就是大氣中風的分佈，即每一點有沒有在颳風，如果有的話向什麼方向刮，風速是多少。探測風場對航空航天安全、高價值目標保障、數值天氣預報等方面都具有重大意義，我們希望它“看的遠、看的細，測的快、測的準”。以前還從來沒有實現過3米空間分辨率和0.1秒時間分辨率，為此需要把現有的激光雷達信號檢測靈敏度提高兩個數量級以上。

科大團隊通過在激光光源、光學收發系統、高速數據採集電路和數據處理算法上對激光雷達進行全面優化，並在時頻分析、脈衝編碼基礎上提出一種新的反演算法，大大提高了風場反演精度和穩健性，最終實現了一套全國產化的“產品級”測試樣機。該雷達工作波長為1550.1納米，具有人眼安全、設備輕便（40公斤）、工作穩定、環境適應性強等特點（http://news.ustc.edu.cn/info/1055/79715.htm）。

通過外場對比試驗，該雷達樣機風場觀測結果與定標設備對比誤差小於0.5 m/s。為進一步測試雷達觀測性能和環境適應性，團隊利用該雷達在宿州市高鐵站實地測量了高速列車尾流中的風場結構。雷達在無人值守下連續穩定工作超過100小時，獲得了3米和0.1秒高時空分辨率下的350 km/h的高鐵尾流連續觀測，並首次利用激光雷達捕捉到高鐵尾流中類似於卡門渦街的風場結構，與計算流體力學模擬結果高度一致。

這些成果令人振奮，而媒體沒有報的另一個有趣的信息是論文的作者。此文的第一作者是科大地球和空間科學學院的梁晨博士，兩位共同通訊作者是薛向輝教授和王衝副研究員。實際上此文還有一位作者是竇賢康院士，曾任科大副校長、副書記，2016年起擔任武漢大學校長，同時仍然在科大地空學院與微尺度國家研究中心任職。在他的百度百科科研綜述中，第一句就是“竇賢康開拓性地研製成功量子激光雷達，開創了激光雷達探測新途徑，在大氣污染檢測、臨近空間環境保障等領域具有廣闊的應用前景”。

是的，他們的測風雷達用到了量子技術。具體而言，是用一種單光子頻率轉換技術，把原本難以探測的光子變成另一個頻率的容易探測的光子，從而大大提高了信噪比，把探測距離從以前的2.6公里提高到了8公里。在我的科普書《量子信息簡話》中，介紹了這種量子雷達。