2012年4月出版的Nature Photonics（《自然—光子學(xué)》）雜志，在News & Views專欄中，專題報道了中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐至展、李儒新研究組首次利用飛秒強(qiáng)激光，在云室中非線性成絲誘導(dǎo)大面積降雪的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)[Nature Photonics 6, 217(2012) doi:10.1038/nphoton.2012.55]。加拿大拉瓦爾大學(xué)陳瑞良教授也參加了該項(xiàng)工作。
上述研究成果的全文發(fā)表于4月1日出版的《光學(xué)快報》 [Optics Letters 37, 1214(2012)]。該項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)高重復(fù)頻率飛秒強(qiáng)激光對冷濕空氣的持續(xù)加熱和電離，可形成高速向上運(yùn)動的暖濕氣流，在與上方的冷濕空氣碰撞過程中產(chǎn)生強(qiáng)對流和旋風(fēng)，從而加劇粒子間的碰撞，導(dǎo)致在更大空間范圍產(chǎn)生更大尺寸冰晶并誘導(dǎo)降雪。
《自然—光子學(xué)》雜志編輯部Noriaki Horiuchi博士以Atmospheric Optics: Snow on demand為題，重點(diǎn)評論指出：“根據(jù)需要引發(fā)降雨的能力，對于世界上諸多飽受干旱災(zāi)害的國家有著巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。上海光學(xué)精密機(jī)械研究所鞠等人和加拿大拉瓦爾大學(xué)現(xiàn)在報道了可以利用光學(xué)方法誘導(dǎo)雨和雪的形成。”
飛秒強(qiáng)激光誘導(dǎo)人工降雨/降雪依賴于非線性成絲過程中產(chǎn)生的高密度高溫帶電粒子誘導(dǎo)凝結(jié)核，進(jìn)而形成水滴/冰晶。該種方案相比于利用機(jī)載或火箭發(fā)射撒播干冰或者碘化銀等催化劑進(jìn)行人工降雨/降雪的傳統(tǒng)方案，更是一種環(huán)境友好的新途徑。另外，鑒于飛秒強(qiáng)激光在大氣中能夠?qū)崿F(xiàn)長距離（公里甚至幾十公里量級）自導(dǎo)引傳輸，本項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)成果為基于飛秒強(qiáng)激光技術(shù)的大氣環(huán)境局部天氣控制，并實(shí)現(xiàn)人工降雨、降雪提供了極具潛力的新途徑，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。
此前，上海光機(jī)所應(yīng)邀在聯(lián)合國世界氣象組織（WMO）等主辦的第一屆基于激光的氣候控制會議[Laser-Based Weather Control 2011, Geneva, Sep. 29-Oct. 1, 2011]上作大會特邀報告，公布該項(xiàng)重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)成果，并得到與會學(xué)者的廣泛關(guān)注和高度評價。
該項(xiàng)研究得到國家973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國家科技部國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)、中科院知識創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的支持。
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