微脉冲激光雷达增强全球航空安全

西格玛空间工作人员

火山灰是欧洲、亚洲和南美洲正常空中交通运行的一个经常性障碍，因为浓密的火山灰羽中锋利的颗粒可能导致喷气发动机损坏。

一个显著的例子是2010年冰岛埃亚菲亚德拉火山爆发，导致整个西欧的空中交通中断七天，随着新的火山灰柱继续进入欧洲领空，需要间歇性关闭。300多个机场关闭，10万个航班取消，1000万乘客受到影响。这场经济灾难促使研究机构更加重视开发有效的火山灰监测系统。

航空气溶胶探测网络的评价

为了更好地了解火山灰事件，图卢兹火山灰咨询中心（VAAC）要求法国国家气象局（MF）专注于火山灰问题。曼氏出发确定提供关于从地面到至少12公里高度的火山颗粒大小和浓度的准确信息的最佳方法．

随后的研究工作包括以下活动:

• 追踪大气层中的火山灰或尘埃

• 了解本地空气质素

• 向空中交通管制员、气象学家和与气溶胶事件相关的工业现场提供警告

2012年夏天，MF使用沙漠灰尘作为代理，收集了多个激光雷达传感器和云高计提供的数据，并使用气球载粒子计数器和飞机传感器进行了现场测量，以评估其跟踪气溶胶的有效性。

利用各种传感器和仪器的相关位置，采用数值天气预报(NWP)预报不同天气，考虑到以下因素：

• 主要航线附近

• 覆盖大西洋海岸的火山灰来自冰岛和地中海的意大利火山喷发

• 对MOCAGE的影响(Modéle de Chimie Atmosphérique de Grande Echelle)，法国化学物种传输模型

网络研究结果表明，这是一个极小的问题

在MF的初步评估之后，研究了几种网络设计，以确定哪一种提供了最佳的成本/效益比。基于成本和稳健性的标准，MF买入了6家Sigma空间Minipl激光雷达传感器．

“我们决定在里尔、特拉佩斯、布雷斯特、莫穆伊和阿莱里亚的固定地点放置五个Minipl。”兰斯研究和开发工程师Mété说。“第六个MiniMPL被用作移动激光雷达。如果发生火山灰事件，火山灰咨询中心将根据大气环流和烟柱的位置决定最佳部署地点，以获得最佳覆盖范围。”

未来，还将增加MPL的库存，以扩大覆盖范围，并发展一个全面的全国性网络。

MiniMPL提供了对航空安全至关重要的新的大气细节

MF的3100名员工专注于开发必要的基础设施和前沿技术，以收集气象观测数据，更好地了解当前的大气状态。大气研究对机场的安全运行至关重要。

为了改进全球和区域天气建模和预测，MF运营了一个气溶胶激光雷达传感器的混合网络，带有可重新部署的移动组件，用于火山灰预警和探测。

MiniMPL自动去极化测量制造描述对研究人员可行的气溶胶类型．

”MiniMPL网络在Météof rance方面表现良好，”西格玛空间光学工程总监郑云辉说。“通过使用去极化激光雷达传感器网络持续监测大气，可以防止或减轻因火山灰或重大灰尘事件而可能造成的空中交通中断。”

MiniMPL使用带有一个射程可达15公里以及双极化。双偏振后向散射测量允许非常高的精度-优于0.7%。这些数据使当局能够区别纯水云和火山灰羽状物、火山灰/水云混合物和火山灰浓度剖面的存在．所有测量数据分析和报告在几秒钟内。

提升大气监测

由Sigma Space设计的微脉冲激光雷达（MPL）仪器可帮助科学家、气象学家和空气质量专业人员监测气溶胶，以更好地了解大气结构。

MPL的远程能力和高质量信号提高了数据采集过程的效率和准确性，从而改善了大气监测。MPL最初是为美国宇航局设计的，它使用人眼安全激光器、精确光子计数和内置数据分析来提供最佳信噪比，从而提供这一类别中最可靠的信息。

Sigma Space是Hexagon（纳斯达bob体育报道克斯德哥尔摩：HEXA B；Hexagon.com）的一部分，Hexagon是全球领先的信息技术提供商，可推动地理空间和工业企业应用程序的质量和生产力提高。

有关更多信息，请访问：www.micropulseLiDAR.com