蔚藍蒼穹之下，地面雷達精準捕捉大氣成分的每一絲細微變化；星河浩瀚之中，衛星載荷默默織就守護地球的“天網”，月球南極的永久陰影坑旁，一項中國“黑科技”即將破解水源之謎。

浩瀚宇宙、天地之間，藏著中國工程院院士、中國科學院合肥物質科學研究院安徽光機所學術委員會主任劉文清數十載的堅守與深耕。4月17日，其團隊自主研制的兩大核心衛星載荷，搭載于探測衛星DQ-2順利入軌，實現24小時監測全球大氣；今年，嫦娥七號將攜團隊最新研制的儀器奔赴月球，開展月球極區水冰的原位探測，打破傳統探測手段的局限。

扎根大地守望藍天，奔赴星河探尋未知。他始終堅信：科研之路崎嶇，唯有不畏勞苦、堅守初心者，方能抵達光輝頂點。

天地組網 24小時守護全球大氣

劉文清院士長期深耕環境光學監測技術，該領域以光科學融合現代信息技術獲取環境參數，具備實時動態、非接觸遙測、監測范圍廣、成本低等突出優勢，是國際環境監測的主流方向與核心技術。在他的科研體系中，激光雷達與微波雷達是地面高精度環境監測的核心裝備，也是環境光學工程化應用的關鍵支撐。

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圖為中國工程院院士、中國科學院合肥物質科學研究院安徽光機所學術委員會主任劉文清

激光雷達源于無線電波探測與測距技術，伴隨激光器問世逐步走向實用，是環境監測的核心工具之一。在大氣觀測體系里，激光雷達與微波雷達分工清晰、優勢互補：激光雷達看環境，微波雷達看天氣。激光雷達是痕量氣體探測的“行家里手”，靈敏度可達十億分之一到萬億分之一級，擅長探測氣溶膠、污染氣體與溫室氣體，堪稱環境科學家的“顯微鏡”；微波雷達主攻云霧雨等氣象要素，可全天候穩定工作，是氣象預報的“千里眼”。二者協同觀測，能夠精準揭示大氣環境變化與污染傳輸規律，為污染精準治理提供堅實支撐。

以此為根基，劉文清院士團隊將成熟的環境光學核心技術從地面延伸至太空。4月17日，我國在酒泉成功發射了高精度溫室氣體綜合探測衛星（DQ-2），衛星上共計5臺關鍵設備，其中EMI-NL大氣成分探測儀和CAPC云和氣溶膠成像儀由中科院安徽光機所劉文清院士團隊自主研制。

其中，EMI-NL作為安光所第三代大氣監測“神器”，重點監測二氧化氮、二氧化硫、臭氧、甲醛等污染氣體。它擁有“雙重視角”：既可“低頭觀測”，以7公里高分辨率捕捉污染水平分布；又能“側視掃描”，解析大氣垂直結構，彌補平面觀測的短板。這是國際首次實現天底與臨邊同步成像觀測，可立體還原全球污染分布，精準溯源污染源、量化排放通量。

CAPC云和氣溶膠成像儀專注于云與氣溶膠監測，依托多角度偏振技術，清晰獲取云與顆粒物分布信息，為其他載荷提供大氣校正，有效降低云、霧霾干擾，顯著提升溫室氣體監測精度與可靠性。

DQ-2衛星入軌后，將與在軌的DQ-1衛星形成上下午組網觀測，實現全球大氣24小時不間斷監測，數據廣泛服務于生態環保、氣象、農業、自然資源等領域，為我國減污降碳、生態文明建設提供硬核數據支撐。EMI-NL、CAPC兩款高精度光學遙感載荷，與激光雷達技術同源、原理相通、目標一致，共同構建起“地面雷達+太空遙感”的天地一體環境監測體系。

劉文清表示，污染氣體與溫室氣體同根同源，減排與治理具備顯著協同性，因光譜波段不同，監測技術與手段各有差異。歷經多年攻關，我國在光學與電子學元器件領域取得了重大進展，在環境光學與雷達領域，從激光器、探測器到信號處理器，國產化率超過99%，基本實現全國產化，核心器件裝備全面自主可控。

“我們已研制的大氣污染氣體監測衛星載荷填補技術空白，提供全球關鍵氣體成分的中國數據，技術指標達國際先進水平，實現大氣污染監測衛星從無到有、從跟跑到并跑的躍升。”他說。

與此同時，團隊還將成熟的環境監測技術向“一帶一路”沿線國家推廣，以中國原創科技，為全球生態環境治理貢獻力量。

把激光雷達和臭氧激光雷達都送上天

《關于全面推進美麗中國建設的意見》提出，加強消耗臭氧層物質和氫氟碳化物環境管理。到2027年，全國細顆粒物平均濃度下降到28微克/立方米以下，各地級及以上城市力爭達標；到2035年，全國細顆粒物濃度下降到25微克/立方米以下，實現空氣常新、藍天常在。

以大氣環境為例，細顆粒物與臭氧是當前影響大氣環境的兩大主要污染物，臭氧作為二次污染物，受工業排放等多重因素影響，治理難度更大。

“現階段我們最核心的目標，就是把激光雷達包括臭氧激光雷達送上衛星平臺。地面監測只能獲取單點數據，星載激光雷達具備距離分辨率，可實現全球覆蓋；結合星上電子學實時解析技術，衛星過頂后可快速獲取濃度數據，最快幾分鐘內就能掌握監測結果，大幅壓縮傳統數天的數據處理延遲。”劉文清說。

環境高技術是我國綠色低碳安全發展的重要推力。數據先行，在國家重大項目支持下，我國發展高靈敏環境監測新方法新技術，研發系列大氣環境監測裝備并實現產業化，推動我國環境監測技術迭代升級。

放眼更長遠的未來，劉文清的目標是讓中國環境監測技術走出地球、邁向深空。今年，團隊研制的儀器將搭載嫦娥七號任務，開展月球極區水冰的原位探測，揭示月球極區水冰的來源及其含量；同時與香港中文大學聯合研制的儀器將搭載天問三號任務，開展火星大氣痕量水汽及其同位素的探測，揭示火星水的逃逸過程。

“我希望把這些技術應用于外太空，為月球科研站建設、月壤環境風險評估等深空探索任務，提供關鍵環境感知支撐。”劉文清說。

能不能到達光輝的頂點，就兩個字：堅持

從鉗工起步，成長為中國工程院院士；放棄國外優渥條件，毅然回國從零起步開展科研與成果轉化，支撐劉文清一路攻堅克難、開拓創新的，是把知識轉化為技術、讓科研成果落地生根的堅定信念。

他認為，新時代我國優良的科技環境，為科研人員搭建了廣闊舞臺，年輕人只要有想法、有能力、肯實干，就能擁有施展才華的機會。他常勉勵學生，科研生涯短暫，真正的價值不在于個人得失，而在于研發的儀器與技術能服務國家、造福社會。

在他眼中，當代青年科研人員滿懷科研熱忱，相比物質回報，他們更需要寬松的科研環境、自主的探索空間，以及成果落地帶來的獲得感與成就感。

面對科研競爭激烈、資源有限的現狀，他建議適當降低項目申請門檻，讓更多熱愛科研的年輕人心無旁騖投入研究與轉化。如今，劉文清的科研團隊已由80后、90后、00后青年骨干挑大梁。

“科研的道路崎嶇不平。無論從事理論研究、基礎研究、技術研發還是成果轉化，只要堅持下去，就一定能渡過難關，前景必將十分光明。在崎嶇小路上攀登，只有不畏勞苦的人，才有希望到達光輝的頂點。而能不能真正抵達光輝的頂點，關鍵就兩個字：堅持。”劉文清說。（新華網）