我們的設(shè)備可以進(jìn)行立體垂直探測，這樣就可以知道光路上不同高度的污染物成分和含量，就如同給大氣做一個(gè)CT掃描，比如說50米、100米，甚至到幾公里幾十公里，在這個(gè)層面上，它的污染物是怎么樣分布的，怎么樣輸送的。目前包括在衛(wèi)星平臺上對大氣環(huán)境測量基本上都是用光學(xué)技術(shù)，靠光的散射反射來區(qū)分污染物。

環(huán)境光學(xué)監(jiān)測廣泛應(yīng)用于空氣質(zhì)量監(jiān)測、污染源排放監(jiān)測、大氣成分探測、安全生產(chǎn)過程監(jiān)控、應(yīng)急監(jiān)測等，服務(wù)于環(huán)境、氣象、海洋、公共安全、應(yīng)急管理等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。通過環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)，已構(gòu)建空氣質(zhì)量的自動監(jiān)測系統(tǒng)、污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、區(qū)域污染立體探測網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)園區(qū)污染全方位監(jiān)測系統(tǒng)等，為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評估、環(huán)境污染控制、環(huán)境改善提供第一手的監(jiān)測數(shù)據(jù)和先進(jìn)的技術(shù)手段。

比如說你拿個(gè)手持的PM2.5監(jiān)測儀，用一個(gè)小的激光器打一束光，從一定的角度去測量它，你就可以知道空氣中PM2.5的濃度是多少。

問：光學(xué)監(jiān)測技術(shù)的突破會帶來環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域哪些新變化？

劉文清：傳統(tǒng)的監(jiān)測方式主要是現(xiàn)場采樣實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析。光學(xué)監(jiān)測的優(yōu)勢表現(xiàn)在具有非接觸測量、靈敏度高、選擇性好、適用范圍廣等方面，實(shí)現(xiàn)自動、在線、現(xiàn)場監(jiān)測與遙感遙測的綜合立體監(jiān)測。比如發(fā)生了一起污染事故，傳統(tǒng)監(jiān)測要拎著儀器到現(xiàn)場，如果用光學(xué)技術(shù)，可以不到現(xiàn)場，一束光打過去之后，就可以知道那個(gè)地方的污染物濃度是多少。

2018年5月9日，我國高分五號衛(wèi)星發(fā)射成功，衛(wèi)星搭載了我們所自主創(chuàng)新研制的三個(gè)大氣環(huán)境監(jiān)測載荷。通過高分五號載荷的觀測，可以像氣象衛(wèi)星圖片上云的分布一樣，看清楚全球的污染氣體的分布，平時(shí)這些污染氣體都是肉眼不可見的。

高光譜衛(wèi)星遙感技術(shù)是利用光譜對全球大氣污染持續(xù)遙感成像的前沿技術(shù)，它能夠在短時(shí)間內(nèi)提供全球大氣污染分布特征，區(qū)域大氣污染的時(shí)間序列變化和輸送信息。通過高分五號的觀測，我們掌握了全世界污染的資料。因此，不僅在宏觀上為我國的大氣污染控制決策提供技術(shù)支持，更科學(xué)更合理制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)政策，還能為我國國際環(huán)境外交活動、國際環(huán)境保護(hù)合作提供有力的科技支撐。

問：環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善，從長期來看主要取決于哪些因素？

劉文清：近年來我國環(huán)境質(zhì)量在不斷改善，這和國家的工業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)等有關(guān)。短期的，比如說出現(xiàn)霧霾天氣，可能還是與氣象條件有關(guān)，因?yàn)槿绻麣庀髼l件把污染物的邊界層從兩公里下降到一公里，等于濃度一下子提高了很多倍。長期的環(huán)境質(zhì)量提升，還是要靠能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

現(xiàn)在貫徹新發(fā)展理念，我們那么多科技人員也在做這方面的工作。環(huán)境變好，污染物下降，最受益的是老百姓。

當(dāng)科學(xué)家就要耐得住寂寞

問：您在上大學(xué)之前曾經(jīng)做了5年鉗工，什么動力讓您一步步成為科學(xué)家？

劉文清：我高中畢業(yè)后在一家小型國企干鉗工。那時(shí)候是三班倒，有一天凌晨，那個(gè)沖床突然掉下來了，我這個(gè)手幸虧拽得快，但是手指頭被打掉一小節(jié)。當(dāng)時(shí)我就想，我要改變。我父親是普通群眾，我母親不識字。我覺得知識能夠改變命運(yùn)，所以就不斷學(xué)習(xí)，1975年進(jìn)入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系學(xué)習(xí)。

中科大作為科學(xué)家的搖籃，培養(yǎng)了我國很多優(yōu)秀的科技人才，各系的主任和老師，很多都是我國知名科學(xué)家。我進(jìn)入中科大，了解了中科大建校的初衷、歷史以及其在國防建設(shè)中發(fā)揮的作用。在國家需求的牽引下，在老師的熏陶下，在同學(xué)們一起努力的氛圍中，我立志當(dāng)一名科學(xué)家，為國家的科技發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一點(diǎn)力量，為國家的強(qiáng)大做出貢獻(xiàn)。

問：1978年11月您畢業(yè)參加工作，那時(shí)的工作生活條件怎樣？

劉文清：1978年11月，我被分配到合肥市西郊董鋪島上的中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所工作。當(dāng)時(shí)的條件很差，那個(gè)時(shí)候到島上來只有三班公交車，早上中午下午各一班，要想出島很困難，來島上的路非常窄，夏天在路上經(jīng)?？吹缴摺Ｖ荒茉谑程贸燥?，沒辦法自己去做。有一次我從外面辦事回來沒趕上車，整整走了三個(gè)多小時(shí)才走回來。

雖然生活條件艱苦，但當(dāng)時(shí)的科研條件和科研任務(wù)吸引我留了下來。其實(shí)，從立志當(dāng)科學(xué)家，就知道需要耐住寂寞，因?yàn)橹挥锌炭嚆@研才能取得成果。

問：您后來又攻讀研究生，從《新概念英語》開始學(xué)習(xí)英語，出國留學(xué)讀醫(yī)學(xué)博士，一路走來，學(xué)習(xí)對您意味著什么？

劉文清：我覺得藝不壓人。會的越多，將來你能夠承擔(dān)的事情就越多、做的貢獻(xiàn)就越大。人還是要活到老學(xué)到老，因?yàn)橹R在增加，光靠大學(xué)的知識，光靠老師教的知識，肯定不夠你工作上用。改革開放初期，為了更好地了解國際上的科研進(jìn)展，我就補(bǔ)英語，閱讀文獻(xiàn)。夏天，董鋪島蚊蠅很多，為了不讓這些小昆蟲打擾我學(xué)習(xí)《新概念英語》，我就買了一雙長靴套住雙腳和小腿，躲在蚊帳里背誦一篇篇課文。最終，我把幾冊《新概念英語》上的課文都背得滾瓜爛熟，而我的雙腳也幾乎被捂爛。

我覺得不能死讀書、讀死書，搞自然科學(xué)要打牢基礎(chǔ)。只要掌握了這個(gè)基礎(chǔ)，就可以做很多工作。我在國外的時(shí)候讀的是醫(yī)學(xué)博士。原理是這樣的，如果得了癌癥，癌細(xì)胞對光敏劑的吸收濃度要比正常的細(xì)胞要高，所以用特定波長的激光去照射它的時(shí)候，光敏劑就會形成活性很強(qiáng)的單態(tài)氧，癌細(xì)胞就缺氧凋亡。我這么多年來一直不停地在學(xué)習(xí)，現(xiàn)在用激光監(jiān)測大氣不同高度的污染物，實(shí)際上和做X光、做CT方法是一樣的，兩個(gè)光在這不停地掃描，人從中間過去，對他進(jìn)行成像。

編輯：李丹