科学岛先进技术设备助力北京冬奥会

发布时间：2022/04/22 来源：浏览次数：403

2月20日晚，第二十四届冬季奥林匹克运动会在北京圆满闭幕。这场举世瞩目的盛会中，中科院合肥研究院科研团队研制的AG-FTIR-DX4000型便携式傅里叶红外多组分气体分析仪、大气环境立体探测车、甲烷（CH4）走航探测设备、CO2立体监测技术、污染气体全球/区域分布卫星遥感观测技术、GBQ L-01型大气廓线和云高探测仪、DSG2型降水现象仪、ASC200型云量观测仪、ASC300型视觉云高仪、无人自航式水质监测船等，为冬奥赛事的安全检测、大气环境保障、气象预报、水质监测等工作提供了有力支持。

安全奥运：气体探测设备“嗅”出安全隐患

合肥研究院安光所环境研究中心徐亮研究员团队研发的AG-FTIR-DX4000型便携式傅里叶红外多组分气体分析仪，成功应用于我国大型体育赛事安检业务。研发团队攻克了核心干涉模块的小型化及抗震动工程问题，实现了复杂背景条件下多组分气体的识别和定量分析算法。仪器具有可识别气体成分多、速度快、体积小、重量轻等特点，可快捷部署于各类安检场所，满足各类挥发气体识别探测的业务需要。该仪器作为国家重点研发计划专项项目的成果之一，自2021年10月以来，在北京市开展了项目的应用示范工作，为冬奥测试赛相关安检业务工作提供了有力的技术支持，并于2022年2月冬奥会开幕后，继续服务于冬奥会正式赛事保障工作。

环保奥运：水质及环境监测设备大显身手

无人自航式水质监测船：随着2022年北京冬奥会的临近，官厅水库作为北京冬奥会水源地之一，水质安全保障成为重要的工作之一。合肥研究院固体所余道洋博士主持研制的无人自航式水质监测船，针对水中痕量污染物进行小型化、快速、原位和在线监测，可跟踪污染物高浓度区域，并进行数据实时上传，实现水环境的过程管理和风险预警。目前，该无人自航式水质监测船已成为北京官厅水库的水质安全保障用仪器，助力2022年北京冬奥会水源地水质安全保障。

大气环境立体探测车：合肥研究院安光所环境光学中心张天舒研究员团队配合环保部门制定了严格的环境质量保障工作方案，提供大气环境立体探测车开展了联防联控区域内的走航监测服务，通过环境光学立体监测技术为冬奥会空气质量保障提供科技支撑。车上配备的自主研发的颗粒物激光雷达能够快速获取高分辨率的区域颗粒物立体分布信息，可实现北京及其周边传输通道和城市周边重点污染源的常规走航监测和污染过程时段重点区域的连续不间断水平或垂直扫描监测，快速精确获取冬奥会期间北京及其联防联控区域内大气颗粒物的区域分布特征，开展输送分析和污染来源研究。

甲烷（CH4）走航探测设备：合肥研究院安光所环境光学中心许振宇副研究员团队研发的便携式光腔衰荡光谱仪（CRDS），针对科技冬奥对温室气体走航探测的需求，解决了核心气体监测模块在强振动、宽温度变化环境下的稳定工作问题，实现了复杂环境下温室气体高精度在线测量（CH4~2ppb）。CRDS CH4分析仪在国家奥林匹克中心、首钢滑雪大跳台等区域进行了连续走航探测，为冬奥正式赛事期间的大气环境保障提供了可靠的技术支撑。

二氧化碳（CO2）立体监测技术：合肥研究院安光所环境光学中心刘诚团队研发了天空地一体化CO2立体监测技术，立体监测冬奥场馆周边赛前、赛中、赛后三个阶段CO2浓度变化，为绿色办奥提供基础监测数据。该技术已申报并获批2020年国家重点研发计划“碳排放智能化数据采集和核算关键技术及示范”专项的子课题，目前已应用于我国速滑馆和首钢大跳台等场馆周边的碳监测，通过冬奥会备赛阶段与比赛阶段的场馆周边立体化监测和数据融合技术，以车载高精度温室气体走航为核心，突破温室气体监测中的时空限制及高精度观测甁颈，建立多源观测数据的误差评估和质量控制的质控体系，实现冬奥场馆区域分类别的温室气体高精度观测，构建温室气体立体化分布信息。

污染气体全球/区域分布卫星遥感观测技术：合肥研究院安光所环境光学中心司福祺研究员团队研制的搭载于高光谱观测卫星上的大气痕量气体差分吸收光谱仪（EMI），作为国内目前在轨运行的最高空间分辨率大气痕量气体遥感载荷，准确获取了大气污染区域分布信息，服务于冬奥会空气质量保障。高光谱观测卫星由国家生态环境部牵头，由航天八院509所抓总研制，可以全面提升我国大气、水体、陆地的高光谱观测能力，满足我国在环境综合监测等方面的迫切需求，为大气环境监测、水环境监测、生态环境监测以及环境监管等环境保护主体业务提供全球高光谱遥感数据。

气象奥运：光学气象探测设备为冬奥气象“精准把脉”

冬奥会期间，我国气象科技创新首次具备“百米级、分钟级”精准预报能力，合肥研究院安光所大气光学中心、光电子中心和环境光学中心团队联合研制的GBQ L-01型大气廓线和云高探测仪、DSG2型降水现象仪、ASC200型云量观测仪和ASC300型视觉云高仪等光学气象探测设备，为冬奥会高精度数值天气预报和多源气象数据融合等关键技术方法提供必要的数据支持，共同构建了冬奥气象“百米级”预报技术体系。上述成果来自于刘东研究员牵头的ANSO联合研究合作专项“服务于环境和气候变化研究的大气气溶胶、云和降水自动化协同观测网络”和中国科学院科技服务网络计划（STS计划）区域重点项目“水相关气象要素探测设备工程化研发和产业化”，以及张龙研究员牵头的安徽省科技重大专项“基于北斗技术的区域精准气象监测系统研发与应用示范”等项目。ANSO专项设置了五个“一带一路”区域大气协同观测网络站点，其中俄罗斯2个、白俄罗斯1个、中国2个（分别在北京和合肥），而北京站设置在北京奥林匹克公园附近。

让我们一起向未来，共同为冬奥喝彩！