DezvoltareaDezvoltarea teledetectieiteledetectiei laser in Romanialaser in RomaniaProiecteProiecte de de dezvoltaredezvoltare intensivaintensiva: :
EXISTEXIST sisi DELICEDELICEEXIST EXIST sisi DELICEDELICEDr. Dr. FizFiz. . DoinaDoina NicolaeNicolae
InstitutulInstitutul National de CNational de C‐‐D D pentrupentru OptoelectronicaOptoelectronicaDELICE 2nd Stakeholders meeting
De ce teledetectie optica?De ce teledetectie optica?
• Modelele au nevoie de multi parametri – date masurate pentru a:Modelele au nevoie de multi parametri date masurate pentru a:– Verifica– Valida– ImbunatatiImbunatati
• Avantajele tehnicilor optice:– Lumina poate “vedea” particule micronice (teoria difractiei)– Viteza luminii – raspuns in timp real– Viteza luminii – raspuns in timp real– Interactia luminii cu constituentii atmosferici – multe fenomene utile
(specifice tipului de constituent)• Clasificarea tehnicilor opticeClasificarea tehnicilor optice
– Pasive (imagistica satelitara, radiometre …) – folosesc sursele naturale de lumina
– Active (nefelometre, LIDAR, DOAS …) – folosesc surse artificiale de ( , , )lumina
DELICE 2nd Stakeholders meeting
Clasificarea metodelorClasificarea metodelor
TELEDETECTIA PASIVATELEDETECTIA PASIVA TELEDETECTIA ACTIVATELEDETECTIA ACTIVATELEDETECTIA PASIVATELEDETECTIA PASIVA• Imagistica satelitara– Mediul urban, marin si
t ti
TELEDETECTIA ACTIVATELEDETECTIA ACTIVA• Teledetectia laser
(LIDAR)vegetatie
– Centrale nucleare siaplicatii seismice
– Atmosfera• Climatologie• Calitatea aerului
d fAerosoli – Ape de suprafata• Distributia de clorofila• Poluare cu produsepetroliere
Aerosoli
petroliere• Materie organica dizolvata
– Vegetatie
DELICE 2nd Stakeholders meeting
LIDAR – avantaje si dezavantajej j
•• AvantajeAvantaje:: •• DezavantajeDezavantaje::jj–– Profile Profile → → structurastructuraverticalaverticala→ → straturistraturiTiTi l→l→ di idi i
jj–– InstrumenteInstrumente scumpescumpe sisisofisticatesofisticateProceduriProceduri complicate decomplicate de–– TimpTimp real → real → dinamicadinamica
–– SpecificitateSpecificitate la tip de la tip de compuscompus→ → proprietatiproprietati
–– ProceduriProceduri complicate de complicate de procesareprocesare a a datelordatelor
–– NecesitaNecesita informatiiinformatiillopticeoptice sisi microfizicemicrofizice ale ale
compusilorcompusilor–– DistantaDistanta de de sondaresondare
complementarecomplementare–– De De obiceiobicei nu nu furnizeazafurnizeazainformatiiinformatii despredespre
mare, mare, senzitivitatesenzitivitate maremarepp
compozitiacompozitia chimicachimica
DELICE 2nd Stakeholders meeting
LIDAR – tipuri si aplicatiiLIDAR tipuri si aplicatii
• LIDAR de retroimprastiere elasticaLIDAR de retroimprastiere elastica– Fenomen util: imprastiere elastica (Mie = pe aerosoli; Rayleigh = pe molecule)– Parametri: altitudinea straturilor, coeficientii optici ai aerosolilor
• LIDAR de retroimprastiere Raman– Fenomen util: imprastiere inelastica Raman (pe molecule)– Parametri: densitatea moleculelor
• LIDAR multi‐canalFenomen util: imprastiere elastica (Mie+Rayleigh)+ inelastica (Raman)– Fenomen util: imprastiere elastica (Mie+Rayleigh)+ inelastica (Raman)
– Parametri: altitudinea straturilor, coeficienti optici si microfizici ai aerosolilor• LIDAR DIAL
– Fenomen util: absortia diferentiala + imprastierea elasticap– Parametri: concentratia unui anumit gaz (ozon, dioxid de carbon etc.)
• LIDAR DOPPLER– Fenomen util: largirea Doppler datorata miscarii moleculelor
P i i i di i l i– Parametri: viteza si directia vantului
DELICE 2nd Stakeholders meeting
“ROMANIA NU VA AVEA NICIODATA2004: de la teoria imprastierii ... (ILRC 2004, Matera)
ROMANIA NU VA AVEA NICIODATAUN SISTEM LIDAR”
DELICE 2nd Stakeholders meeting
InceputuriInceputuri• 2004: EUREKA‐LAPMI ‐
l l dprimul sistem lidarfunctional din Romania
• 2005: primele articoletii tifistiintifice
• 2005: membru EARLINET– European Aerosol Research
LIdar NET orkLIdar NETwork• 2006: prima teza de
doctorat pe tematica LIDAR din Romaniadin Romania– Tehnici Lidar pentru
caracterizarea aerosolilor din atmosfera joasa, DoinaNi lNicolae
DELICE 2nd Stakeholders meeting
InceputuriInceputuri• 2006: primele investitii in
laboratorul de teledetectie laserlaboratorul de teledetectie laser– mini‐lidar pentru campanii– lidar de fluorescenta pentru apa– autolaborator– linie de analizoare in situ compusi
gazosi– statie meteorologica
• 2007: partener asociat EARLINET‐pASOS– integrarea statiilor lidar pentru
studiul aerosolului si omogenizareaprocedurilor de masurare,
d t l i tprocesare a datelor si raportare, precum si elaborarea unei baze de date comune
DELICE 2nd Stakeholders meeting
EXISTEXIST• Proiect PNCDI2‐Capacitati: Extinderea infrastructurii de C‐D pentru
t dii d di i t l d t tistudii de mediu prin teledetectie• Buget: 2mil lei• Durata: Sep. 2007‐Sep. 2009
b• Obiective:– Dezvoltarea infrastructurii de cercetare
• lidar multicanal• lidar ozonlidar ozon• echipamente in situ complementare: contor optic de particule, nefelometru
– Extinderea sferei de aplicatii• determinari CANTITATIVE ale parametrilor optici ai aerosolilor (profile)
d d f ( f l )• determinarea concentratiei de ozon troposferic (profile)• studii de variabilitate a concentratiilor la sol
– Cresterea vizibilitatii• participari la conferinte internationalep p• diseminare prin mijloace electronice
DELICE 2nd Stakeholders meeting
EXISTEXIST
DELICE 2nd Stakeholders meeting
“ROMANIA NU VA AJUNGE NICIODATA2008: sistemele lidar nu sunt “push button”
LA NIVELUL DE EXPERTIZA DIN EUROPA”
DELICE 2nd Stakeholders meeting
DELICEDELICE• Necesitatea:
l ( l b d )– personal instruit (in laboratoare din strainatate),– echipamente validate (comparare directa cu sisteme de referinta sau prin aplicarea
unor teste speciale concepute de EARLINET)– laboratoare complexe pentru masurarea unor parametrii atmosferici complementari
• Oportunitatea: FP7 REGPOT‐2008‐1: DEveloping the emerging research potential of romanian LIdar CEntre
• Buget: 0.948mil EUR• Durata: Feb 2009 Feb 2012• Durata: Feb. 2009‐Feb. 2012• Obiective:
– Twinning si schimb de experienta• 3 tematici, 3 parteneri europeni: lidar (NTUA), AMS (Univ. Lille), optica atmosferei (IfT)
– Dezvoltarea infrastructurii• upgrade (lidar: calibrarea depolarizarii)• noi achizitii (AMS: compozitia aerosolilor; SODAR + MWR = profile meteo)
– Recrutarea de personalp– Intarirea colaborarilor– Promovare
DELICE 2nd Stakeholders meeting
DELICEDELICE
DELICE 2nd Stakeholders meeting
5 sisteme LIDAR5 sisteme LIDAR
–– LISALISA: lidar de retroimprastiere elastica cu 2 lungimi de unda (IR si VIS) → altitudineaaltitudinea straturilorstraturilor de de aerosoliaerosoli sisi a a norilornorilornorilornorilor
–– MILIMILI: lidar de depolarizare cu scanare (UV) → altitudineaaltitudineastraturilorstraturilor de de aerosoliaerosoli sisi forma forma particulelorparticulelorRALIRALI: lidar Raman multi canal cu 6 lungimi de unda (1 IR 2–– RALIRALI: lidar Raman multi‐canal cu 6 lungimi de unda (1 IR, 2 VIS, 3 UV) → altitudineaaltitudinea straturilorstraturilor de de aerosoliaerosoli sisicaracteristicilecaracteristicile acestoraacestora (optice si microfizice)
–– FLUORESFLUORES: lidar de fluorescenta→ peliculepelicule de petrolde petrol–– FLUORESFLUORES: lidar de fluorescenta→ peliculepelicule de petrol, de petrol, clorofilaclorofila, , materiematerie organicaorganica dizolvatadizolvata
–– OLIOLI: lidar dial pentru ozon→ concentratiaconcentratia de de ozonozontroposferictroposferictroposferictroposferic
DELICE 2nd Stakeholders meeting
Aplicatii• Detectia straturilor de aerosol si norilor (altitudini• Detectia straturilor de aerosol si norilor (altitudini, dinamica)
DELICE 2nd Stakeholders meeting
Aplicatii• Identificarea sursei probabile si clasei de aerosol: praf• Identificarea sursei probabile si clasei de aerosol: praf
mineral din Sahara
MASURAREPROGNOZA CARACTERIZARE
DELICE 2nd Stakeholders meeting
Aplicatii• Identificarea sursei probabile si clasei de aerosol: cenusa• Identificarea sursei probabile si clasei de aerosol: cenusa
vulcanica din Islanda
PROGNOZA MASURARE CARACTERIZARE
DELICE 2nd Stakeholders meeting
Aplicatii• Identificarea sursei probabile si clasei de aerosol: incendii• Identificarea sursei probabile si clasei de aerosol: incendii
de padure
MASURAREPROGNOZA CARACTERIZARE
DELICE 2nd Stakeholders meeting
AplicatiiCl ifi i i fi i lil• Clasificarea si microfizica aerosolilor
DELICE 2nd Stakeholders meeting
Altitudinea, grosimea si densitatea Dimensiunea particulelor si concentratiastraturilor
Capacitatea de a absorbi luminaCapacitatea de a reflecta lumina
DELICE 2nd Stakeholders meeting
ConcluziiConcluzii
• Desi inceputurile au fost ezitante si modeste investitia in oameni siDesi inceputurile au fost ezitante si modeste, investitia in oameni siechipamente a impulsionat progresul rapid
• Factor semnificativ: colaborarea internationala (EARLINET, AERONET)– participarea la workshopuri, conferinte
l– activitati in comitete internationale– un continuu examen
• Factor determinant: finantarea– viziune generala adaptata la oportunitativiziune generala, adaptata la oportunitati– fonduri obtinute prin competitie – efort si expertiza in scrierea si
managementul proiectelor– nesiguranta si discontinuitati
sinergia fondurilor– sinergia fondurilor• Proiecte precum EXIST si DELICE au contribuit masiv la dezvoltarea
centrului de cercetari lidar de la MagureleDAR
• Pentru Romania, acesta nu este decat un punct in SE tarii
DELICE 2nd Stakeholders meeting