激光成像技术揭示复杂海面风浪相互作用的技术突破

激光成像技术正在革新我们对海面风浪相互作用的理解，为相关技术领域带来突破性进展。由Marc Buckley博士领导的科学家团队，在太平洋的FLIP平台上使用激光系统，以前所未有的细节捕捉到了海面上几毫米的气流图像 。这项创新方法揭示了此前未知的风浪耦合机制，这些机制对大气和海洋之间的能量、热量和温室气体交换产生重要影响。 这项发表在《自然通讯》上的突破性研究，首次在开阔的海洋上使用了粒子图像测速技术（PIV） 。通过测量脉冲到目标的往返时间，激光雷达能够在较大范围内提供厘米到亚米级精度的点云数据 。研究识别出两种不同的机制：速度慢于风的短波和速度更快的长波 。这两种机制同时运作，进一步复杂化了海洋与大气之间的动态交换。 中国气象局博贺野外科学试验基地利用包括激光测风雷达在内的遥感探测技术，获取近岸海面风场、浪场、流场等信息 。这与Buckley博士团队的研究相辅相成，共同推动了海洋气象观测技术的发展。中国在海洋声、光、电等物理现象为基础的海洋探测应用技术方面走上了自主研发的道路，研制了一批具有自主知识产权的海洋探测装备和传感器 。 此外，激光雷达技术在生态和地学领域也显示出巨大的潜力。通过记录激光和地物相互作用的完整波形，可以绘制地物表面的三维信息 。这些技术不仅推动了三维点云大模型领域的发展，也为多模态学习提供了新的研究方向。随着观测系统的全球覆盖和地球系统模式的快速发展，物理海洋和气候学研究开始更多地关注洋际相互作用 。 总而言之，激光成像技术在揭示海面风浪相互作用方面取得了显著的技术突破。这些进展不仅加深了我们对海洋与大气之间复杂关系的理解，也为气象观测、海洋探测和气候预测等领域带来了新的机遇。中国在相关技术领域的自主研发和应用，将为实现“透明海洋”的目标奠定坚实的基础 。