“一束光打過去，就知道污染物濃度是多少。像醫(yī)生給病人做CT一樣，我們是給大氣環(huán)境做CT的人。”作為我國(guó)環(huán)境光學(xué)這一新領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，中國(guó)工程院院士、中科院合肥研究院安光所學(xué)術(shù)所長(zhǎng)、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)劉文清率先提出了開展光學(xué)與環(huán)境交叉科學(xué)的創(chuàng)新研究。
劉文清院士在大氣痕量氣體探測(cè)載荷定標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真查看定標(biāo)數(shù)據(jù)
光學(xué)、環(huán)境科學(xué)，在普通人看來風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)學(xué)科，為何能產(chǎn)生交集？
劉文清院士在“總碳柱觀測(cè)網(wǎng)合肥站”（Tccon Hefei）查看地基高光譜數(shù)據(jù)
“空氣中的各種成分，包括污染物，都有自己的特征吸收光譜。通過設(shè)備對(duì)污染物進(jìn)行立體垂直探測(cè)，就可以知道光路上不同高度的污染物的成分和含量。”劉文清介紹，目前，他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了包括400多種大氣污染物、100多種水體污染物、20多種土壤重金屬污染物的光譜特征數(shù)據(jù)庫(kù)，研發(fā)了污染物光譜定量解析算法和工程化應(yīng)用軟件，不僅能為大氣環(huán)境“把脈”，還能“診斷”水體、土壤的污染情況。
劉文清院士在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置的光路準(zhǔn)直性
今年安徽高考，語(yǔ)文作文的素材是“雙奧之城”北京。對(duì)兩次承擔(dān)奧運(yùn)會(huì)環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)的劉文清團(tuán)隊(duì)而言，這是道“送分題”。2008年，北京奧運(yùn)會(huì)，當(dāng)時(shí)正是我國(guó)大氣污染問題突出的時(shí)期。劉文清率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立覆蓋北京及周邊地區(qū)的大氣環(huán)境立體綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為空氣污染預(yù)警和制定減排措施提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。2022年，北京冬奧會(huì)，劉文清團(tuán)隊(duì)研發(fā)的車載激光雷達(dá)，能夠快速精確獲取大氣顆粒物的區(qū)域分布特征，并成功預(yù)測(cè)了冬殘奧會(huì)第一天的沙塵污染。
劉文清院士向技術(shù)人員提醒真空環(huán)境下遙感載荷熱試驗(yàn)的注意事項(xiàng)
從北京奧運(yùn)會(huì)到北京冬奧會(huì)，14年間，劉文清帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聚焦國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，為建設(shè)天藍(lán)、水清、草美的生態(tài)環(huán)境，打造了一個(gè)“天、地、空一體化”的立體綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)。
劉文清院士檢查航天衛(wèi)星產(chǎn)品研制工作，對(duì)自研的成像光譜讀出電路信號(hào)進(jìn)行判讀
劉文清院士在航天載荷電裝間，使用高清晰檢測(cè)設(shè)備審查電路板電裝質(zhì)量
2018年5月9日，高分五號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射，搭載了安光所自主研制的大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體監(jiān)測(cè)儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀。從此，我國(guó)可以獲得全球的污染氣體分布數(shù)據(jù)，不僅能為我國(guó)大氣污染控制決策提供技術(shù)支持，還能為國(guó)際環(huán)境外交提供有力的數(shù)據(jù)支撐。作為衛(wèi)星3個(gè)有效載荷的總設(shè)計(jì)師，劉文清堅(jiān)定地認(rèn)為：“國(guó)之重器不能依靠進(jìn)口，必須應(yīng)用自主儀器設(shè)備！”
劉文清院士在某新型大氣痕量氣體探測(cè)載荷定標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)，和研制人員一起開展該載荷的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)
劉文清院士在“高分真實(shí)性檢驗(yàn)站（合肥）”樓頂與技術(shù)人員探討光學(xué)遙感方法觀測(cè)大氣氣溶膠的優(yōu)勢(shì)
2020年初，新冠肺炎疫情突如其來。大氣環(huán)境因素對(duì)疫情傳播和防控具有重要作用，而武漢卻缺乏高時(shí)空分辨率的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)。劉文清臨危受命，親赴武漢，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加班加點(diǎn)改裝大氣環(huán)境立體監(jiān)測(cè)車，搭載了氣溶膠和臭氧探測(cè)激光雷達(dá)等7套先進(jìn)設(shè)備。從雷神山、火神山醫(yī)院到方艙醫(yī)院、隔離點(diǎn)，監(jiān)測(cè)車開展走航觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，獲取第一手大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，為病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、環(huán)境影響因素分析提供了科技支撐。
劉文清院士在環(huán)境光學(xué)中心的真空環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室認(rèn)真觀察真空設(shè)備的運(yùn)行工作狀態(tài)
漫步林間小道，劉文清院士和青年學(xué)子分享科研心得
“我們積極探索、不斷創(chuàng)新，就像今年高考作文主題一樣，實(shí)現(xiàn)了‘跨越，再跨越’。目前，我國(guó)的大氣環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)可與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家‘并跑’。”劉文清謙遜地說，“如果高考作文滿分10分，我得給自己扣2分。這2分寄希望于年輕的科技工作者們，希望他們能夠繼續(xù)攻克難關(guān)，在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域突破發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)的‘卡脖子’問題，開發(fā)出更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、更加先進(jìn)的光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備。”
劉文清院士通過視頻會(huì)議與科研人員交流科研心得
劉文清院士與技術(shù)人員察看大氣環(huán)境觀測(cè)場(chǎng)的激光雷達(dá)安裝與調(diào)試情況
劉文清
1954年生于安徽蚌埠，原籍江蘇徐州。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所學(xué)術(shù)所長(zhǎng)、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。
主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和應(yīng)用研究，發(fā)展了環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)新方法，研發(fā)了系列環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)備并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，集成了大氣污染綜合立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并進(jìn)行應(yīng)用示范，開拓形成了我國(guó)環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)新領(lǐng)域。
獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，發(fā)明專利授權(quán)50余項(xiàng)，榮獲“全國(guó)先進(jìn)工作者”稱號(hào)。
