劉文清院士:持光學之劍,做藍天守護者
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劉文清,中國工程院院士、現任中國科學院安徽光學精密機械研究所(以下簡稱“安光所”)學術所長。主要從事環境監測技術和應用研究,發展了環境光學監測新方法,研發了系列環境監測技術設備并實現產業化,集成了大氣污染綜合立體監測系統并進行應用示范,開拓形成了我國環境光學監測技術新領域。獲國家科技進步二等獎3項,省部級科學技術一等獎5項,發明專利授權50余項,榮獲“全國先進工作者”稱號。
“我立志當一名科學家”
“做國家最需要的事,永遠是我的出發點”
1986年劉文清開始了他的游學生涯,從意大利到日本,從德國到希臘,劉文清的眼界、知識和見解愈發提升,心情卻更加沉重。
“我第一次出國是去日本,他們一個大的激光雷達有6層樓高,可以打到日本的富士山,轉一圈就知道污染物在什么地方。后來我回國時,我們老組長買放大器,實際上也就2萬美元,現在2萬美元不算什么,那時候2萬美元對課題組來說很難。這件事對我觸動還是很大的?!?/span>
與國外的巨大差距讓劉文清意識到了當時中國與發達國家技術水平和經濟實力的懸殊。1998年,海外學成的劉文清回到了董鋪島上的安光所,他想讓學習到的知識在我們自己的實驗室開花結果。他說:“首先我要說中國話,盡管我外國話說得很好,但我不想一輩子說外國話,我有自己的家國情懷”。同年,以劉文清為主任的環境光學監測研究室在安光所正式成立,他帶領團隊瞄準環境光學監測領域,開拓了我國環境光學新領域。

劉文清在德國馬普化學所工作時與諾貝爾化學獎得主Crutzen教授合影。圖源:中國統一戰線
1999年,劉文清領導的環境光學監測研究室得到了20萬元啟動經費支持,科研任務是研制能夠監測二氧化硫濃度的空氣監測儀,他決心要將這個項目做成真正實用的環境監測設備,“而不是一個‘向領導交差’或者圈錢的項目”。
以此為開端,劉文清引領團隊,針對國家在環境監測方面的需求,成功研發了多款監測設備,并逐步將其投入實際應用。他曾多次邀請王大珩等資深院士訪問研究所,以指導環境光學的科研戰略布局與設施建設。2000年4月,一個由兩院院士組成的“先進環保技術領域專題組”向國家提交了一份《先進環保技術咨詢報告》,報告中對團隊研發的多種環境監測技術給予了高度評價,并建議將“DOAS空氣質量自動監測系統”“紫外差分煙道在線監測系統”“機動車尾氣遙測系統”等項目列為國家重點發展計劃。
2008年,北京燃起奧運圣火,劉文清帶領團隊來到北京,主持了“北京及周邊地區奧運大氣環境監測和預警聯合行動計劃”項目,在他的帶領下,安徽光機所作為項目中唯一一家京外單位建立了以北京市為中心、覆蓋三大污染源地區及周邊污染輸送通道的京津冀大氣環境立體綜合監測網,為奧運會空氣污染預警和制定減排措施提供了強有力的數據支撐。并且,在這次項目中使用的近80套儀器裝備中95%是由安光所自主研發制造的,此后,上海世博會、廣州亞運會、北京APEC會議、北京九三閱兵式、G20峰會、金磚國家領導人會議……安光所頻頻為國際盛會保駕護航。

2007年8月,劉文清(左一)在奧運主場館環境監測超級站現場匯報工作。圖源:中國統一戰線
時間來到2018年5月,劉文清及其團隊最煎熬的科研項目成功落地——高分五號衛星,搭載了安光所自主創新研制的三個大氣環境監測載荷,剛接到這個科研任務的時候,劉文清及其團隊面對著接踵而至的問題:芯片、接口、航天質量、科研人員不足.......但劉文清堅持:國之重器不能依靠進口,必須為高分五號提供自主儀器設備。他們宵衣旰食,通宵達旦,查資料,磨技術,最終順利完成了項目交付。
2018年5月9日,隨著高分五號衛星的成功發射,我國開啟了對大氣環境精準“把脈”的時代。這顆衛星的升空,使得我國首次具備了獲取全球污染氣體分布數據的能力,不僅極大地增強了我國在大氣污染控制決策方面的技術支持,也為我國在全球環境外交領域提供了堅實的數據支撐。

劉文清(右一)帶領團隊調試高分五號載荷核心部件。圖源:中國科學報
2020年,劉文清帶領團隊奔赴武漢,當時交給劉文清團隊的任務,是改裝適合疫區的大氣環境立體探測實驗車。劉文清及團隊緊急調試設備,小小一臺實驗車,居然配備了自主研發的氣溶膠和臭氧層探測激光雷達、高分辨便攜式質子轉移反應質譜儀、氣溶膠可粒徑譜儀等7套大氣環境立體探測設備,可以實現對近地面到5 km高度大氣氣溶膠和臭氧的實時探測,實現對230余種揮發性有機物的秒級快速監測。
在武漢期間,這支6人小分隊就駐扎在距離武昌洪山體育館方艙醫院200 m的駐地,持續對武漢城區和定點醫院等地開展走航觀測實驗,獲取第一手的大氣環境要素時空分布數據,為病毒傳播風險評估、環境影響因素分析提供有力的科技支撐。
從國企時期立志從事科研開始,劉文清始終知行合一,夙興夜寐精進科研能力,皓首窮經憂國家之憂。在十余年的留學生涯中,劉文清想的始終是要回到家鄉,他說:“作為科研工作者,要有科學家的社會責任,要以研究重大問題、服務國家和社會作為最高目標。國家環境監測技術發展需要我們做的事有很多。選準方向,做國家最需要的事,永遠是我們的出發點?!杯h境監測、抗疫一線、為多場國際盛事保駕護航,劉文清用自己的學識踐行者國之己任......這一階段的成功只是開啟下一階段的階梯,劉文清永不止步于當前。
參考文獻
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4.【中國紀檢監察報】專訪中國工程院院士劉文清:給大氣做CT的人
http://www.ahjjjc.gov.cn/p/83696.html
5.劉文清. “雙碳”目標下大氣環境光學監測技術發展機遇[J]. 光學學報, 2022, 42(6): 0600001.
https://www.opticsjournal.net/Articles/OJ75beb4ae873f69ec/Abstract
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