科技日报记者 张晔 通信员 林雯
9月4日，记者从南京信息工程年夜学获悉，该校年夜气物理学院、天气体系猜测与变化天下重点试验室夏海云传授团队结合姑苏年夜学、杭州光于科技有限公司，研发出了一款全新的“瞬态风相机”，0.5秒就能实现5公里半径内的风场成像。相干结果已经发表于《光学快报》（《Optics Letters》）上。
给快速挪动的方针清楚照相，从来不是件轻易事。就像给百米飞人照相，若快门速率不敷，终极只会获得一串恍惚的“影子”。已往，要丈量年夜规模风场，经常使用的相关多普勒测风激光雷达靠“机械扫描”事情，就像用一束光当“画笔”，像折扇的辐条同样，一束接一束程度扫过区域，再把这些“辐条”拼合成风场图象。可这个“扫描”历程其实不快：从第一束光到末了一束光，往往要几秒甚至几分钟。而风不会等装备扫完，前一秒测的某个位置的风速，等扫到下一个位置时，风已经经变了。这类“时间滞后”不仅让风场细节抓禁绝，还有会孕育发生巨年夜偏差。
夏海云先容，年夜气广域风场瞬息万变，传统扫描装备总“追不上”它的变化，轻易把“轻风”错判成“年夜风”，甚至漏判、误判阵风、切变风等风险气候征象。而“瞬态风相机”不是靠“慢扫”，而是靠“快拍”，把5公里半径内的风场的探测时间从“分钟级”压缩到了0.5秒。
这款风相机的焦点上风于在怪异的“多眼并行”设计：它搭载了10个丈量通道，配上多通道激光发射模组、单孔径多通道千里镜，以和专门的多通道数据收罗及探测阵列，不消机械扫描，相性能同时看向10个差别标的目的，刹时“抓拍”年夜视场风场。它的“抓拍能力”凸起：每一秒至少能拍2张风场图象，探测规模可达5千米，视角达27°。该相机可以按照探测间隔、视场巨细，矫捷调治暴光帧率，还有能清楚出现风的及时变化，消弭了传统装备的“时间滞后”偏差，连风场中细微的湍流都能测准。
这台装备让风场从“恍惚的影子”酿成“清楚的动态画面”。这款“风相机”的用场，早已经凌驾“测风”自己。例如，于工场烟囱的气体排放监测中，今朝二氧化碳浓度的丈量偏差能节制于几个ppm（1ppm相称在1吨水中含1克盐），可风场丈量如有10%的偏差，会直接致使排放通量的测算偏差年夜幅增长，而“风相机”能精准测风，让排放总量算患上更准。再好比，于航空安全范畴，飞机尾流是小标准、快变化的“气流旋涡”，已往法国宇航局等机构用扫描装备测尾流，获得的仍是“静态风场假定下的图象”，偏差较年夜，风相机则能及时捕获尾流变化，为后续飞机飞行安全保驾护航。此外，它还有能研究摩天年夜楼、年夜型桥梁、交通东西的风阻。是以，将于景象形象、航空、环保等范畴阐扬主要价值。
（南京信息工程年夜学供图）
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