الجمع بين التكنولوجيا المتقدمة لـ ليزر دقيق إن تلبية متطلبات الرادار الأرصادي لا تلبي فقط أبحاثنا المتعمقة حول الطقس بشكل أفضل، بل توفر لنا أيضًا إمكانيات جديدة للتنبؤ بالطقس في المستقبل.

مع التطور المستمر لأشعة الليزر الدقيقة، تلعب بنيتها المدمجة، واستقرارها العالي، واستهلاكها المنخفض للطاقة، وغيرها من خصائص التشغيل الممتازة، دورًا تقنيًا هامًا في تحويل وتطوير أجيال جديدة من رادارات الأرصاد الجوية. وبفضل تقنية التصوير الفريدة التي تتميز بها، فتح هذا النوع من الليزر آفاقًا جديدة لتقنيات الكشف الجوي، ولا سيما لتطوير أنظمة الرادار ذات التشتت المتري (وخاصة رادار النبضات الدقيقة).

استناداً إلى الميزة الأساسية المتمثلة في تميزها الكبير ليزر رقاقة دقيقةيتميز هذا الجهاز بتصميمه المصغر، حيث لا يتجاوز حجمه النموذجي بضعة سنتيمترات، مما يسمح بدمجه مباشرةً في نظام الرادار، وهو ما يضمن موثوقية الرادار وسهولة صيانته، ويقلل تكلفته بشكل كبير. وبفضل طول موجته العاملة البالغ 532 نانومتر أو 1064 نانومتر، فهو قادر بشكل خاص على توليد تأثيرات تشتت مي القوية مع الجسيمات الصغيرة لمختلف أنواع الهباء الجوي في الغلاف الجوي، مما يحسن حساسية الكشف لديه بشكل كبير. وبالمقارنة مع نظام LiDAR التقليدي، فإن هذا النظام يستخدم ليزر رقاقة دقيقة لا يقتصر الأمر على تقليل الحجم بأكثر من 60%، بل والأهم من ذلك، تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 40%، وهو أمر بالغ الأهمية لنشر المنصات المتنقلة مثل المنصات الجوية والبحرية. وبفضل البحث والتطوير المعمقين لبعثة أنتاركتيكا العلمية لعام 2024، مثل التنفيذ الناجح لرادار النبضات الدقيقة المستقطبة والمجهز بأشعة ليزر دقيقة للمراقبة المستمرة للهباء الجوي ضمن نطاق 15 كيلومترًا، أثبتت سلسلة من إنجازات الاستكشاف العلمي بشكل كامل آفاق التطبيق الهائلة والأهمية العلمية العميقة لهذه التقنية.

بفضل البحث المعمق في فيزياء السحب، أصبحت تقنية الرادار ليزرات الرقائق الدقيقة يُمكن تحديد البنية الهرمية الرأسية للسحب بدقة. ومن خلال التحليل الشامل لسلسلة من المعايير، مثل ارتفاع قاعدة السحابة ودرجة حرارة قمتها، يُمكن التنبؤ بدقة باتجاه تطور العواصف الرعدية الشديدة. واستنادًا إلى التطبيق المُعمّق لنظام الرادار المركب لليزر الميكروويف الذي تم نشره في نوفمبر 2024 في مقاطعة وينكوان، شينجيانغ، تم دمج تقنية الليزر للرقائق الدقيقة ببراعة مع الرصد المتزامن للسحب والهباء الجوي، وتم رفع دقته المكانية إلى مستوى 50 مترًا.

مع تطور تكنولوجيا ليزرات الرقائق الدقيقة يستمر التقدم، على الرغم من وجود فجوة منخفضة نسبياً في ذروة الطاقة، إلا أن نطاق الكشف الخاص به يتوسع تدريجياً إلى مدى 20 كم من خلال دمج مصفوفات وحدات متعددة.

إمكانية تعديل معايير متعددة لـ ريل لايت  ليزر MCA-R لا يقتصر الأمر على تلبية المتطلبات التقنية الحالية لرادار الأرصاد الجوية، بل يوفر أيضًا أساسًا تقنيًا موثوقًا لتطوير رادارات أرصاد جوية ذات مؤشرات تقنية أعلى في المستقبل. وتستمر تقنية ضخ أشباه الموصلات في التطور، وفي المستقبل، لن يقتصر دور رادار الليزر المُصنّع من الرقائق الدقيقة على تحديد مواقع الأعاصير بدقة أكبر فحسب، بل سيلعب أيضًا دورًا أكبر في رصد الظروف الجوية القاسية كالعواصف الرملية.

وبناءً على الشعبية الواسعة لمثل هذه الأجهزة، لا يمكن فقط تقليل تكلفة نشر شبكة الرادار للأرصاد الجوية في الصين بشكل كبير، بل سيساهم ذلك أيضًا في تحقيق خطوة كبيرة إلى الأمام في بناء نظام المراقبة ثلاثي الأبعاد في الصين.

تطبيق ليزر الرقاقة الدقيقة في مجال الرادار للأرصاد الجوية

تنويه: بعض محتوى هذه المقالة مأخوذ من الإنترنت، وهو مخصص لأغراض البحث التقني وتبادل المعلومات فقط. وهو مرجع تعليمي فقط. في حال وجود أي أخطاء في الوصف أو معلومات غير دقيقة، يُرجى إبلاغنا بها فورًا. في حال وجود أي مشاكل متعلقة بحقوق النشر، يُرجى التواصل معنا للتحقق منها وحذفها في أقرب وقت ممكن.