上海光機所等首次實現飛秒強激光誘導人工降雪

　　2012年4月出版的Nature Photonics（《自然—光子學》）雜志，在News & Views專欄中，專題報道了中科院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室徐至展、李儒新研究組首次利用飛秒強激光，在云室中非線性成絲誘導大面積降雪的重要科學發現[Nature Photonics 6, 217(2012) doi:10.1038/nphoton.2012.55]。加拿大拉瓦爾大學陳瑞良教授也參加了該項工作。

　　上述研究成果的全文發表于4月1日出版的《光學快報》 [Optics Letters 37, 1214(2012)]。該項研究首次發現高重復頻率飛秒強激光對冷濕空氣的持續加熱和電離，可形成高速向上運動的暖濕氣流，在與上方的冷濕空氣碰撞過程中產生強對流和旋風，從而加劇粒子間的碰撞，導致在更大空間范圍產生更大尺寸冰晶并誘導降雪。

　　《自然—光子學》雜志編輯部Noriaki Horiuchi博士以Atmospheric Optics: Snow on demand為題，重點評論指出：“根據需要引發降雨的能力，對于世界上諸多飽受干旱災害的國家有著巨大的社會經濟效益。上海光學精密機械研究所鞠等人和加拿大拉瓦爾大學現在報道了可以利用光學方法誘導雨和雪的形成。”

　　飛秒強激光誘導人工降雨/降雪依賴于非線性成絲過程中產生的高密度高溫帶電粒子誘導凝結核，進而形成水滴/冰晶。該種方案相比于利用機載或火箭發射撒播干冰或者碘化銀等催化劑進行人工降雨/降雪的傳統方案，更是一種環境友好的新途徑。另外，鑒于飛秒強激光在大氣中能夠實現長距離（公里甚至幾十公里量級）自導引傳輸，本項科學發現成果為基于飛秒強激光技術的大氣環境局部天氣控制，并實現人工降雨、降雪提供了極具潛力的新途徑，具有重要的科學意義和應用前景。

　　此前，上海光機所應邀在聯合國世界氣象組織（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，公布該項重要科學發現成果，并得到與會學者的廣泛關注和高度評價。

　　該項研究得到國家973計劃、國家自然科學基金、國家科技部國家重點實驗室專項、中科院知識創新工程等項目的支持。