據中國激光雜志社網,于2025年11月12日報道,狄慧鴿,西安理工大學光電科學與智能儀器學院院長,三級教授,博士生導師,入選國家高層次人才項目(青年),獲得陜西省青年科技獎。主要從事氣象激光遙感技術和云物理探測技術研究。近五年主持國家及省部級項目10項,其中國家自然科學基金4項(重點項目1項),主研國家自然科學基金重大科研儀器研制項目1項。在國際光學、遙感及大氣探測領域的知名期刊發表SCI及EI收錄論文近100篇,獲得國家發明專利授權14項,獲省部級獎項3項。擔任《光學學報》、《暴雨災害》編委,《大氣與環境光學學報》青年編委,陜西省光學學會常務理事,氣象學會大氣物理學專委會委員,氣象學會氣象教育培訓專委會委員和中國環境科學學會環境信息系統與遙感專業委員會委員等職。
初見狄慧鴿教授是在第一屆“空間、大氣、海洋與環境光學”學術會議上,她受邀在報告中匯報了團隊近些年的成果,知性優雅,在和編輯的交流中認真提出了自己對期刊發展的建議和理解。之后,在第二屆、第三屆“空間、大氣、海洋與環境光學”學術會議上,狄慧鴿教授如約而至,認真對待每一次的學術交流。我對她發出了采訪邀請,她欣然應允,于是便有了下文的對話。
選方向,補短板,推進大氣探測研究的深入
我的科研工作是大氣探測技術,屬于光學、儀器科學與技術及大氣科學等多學科交叉的研究。目前我的研究重點是云遙感技術,就是利用激光雷達、毫米波云雷達、成像儀等多遙感儀器對云進行探測,開展探測技術與多數據融合的算法研究,以期對云物理過程開展系統觀測與科學分析。
在博士期間,我做的工作主要是激光雷達系統的標定技術,屬于純工科的工作。在西安參加工作后,課題組每年定期邀請北京大學毛節泰和趙春生教授等大氣科學專家來校講授大氣物理學相關課程與學科前沿,特別是大氣科學中的探測技術及其瓶頸,同時也講到了大氣物理、云物理相關的知識。我從他們那里學習到了很多大氣科學方面的知識,同時也和他們一起探討了很多遙感技術和大氣科學相結合的工作,特別感興趣,就希望能夠將激光遙感技術用在大氣探測上,特別是云物理的探測上。
由于我的學術背景屬于工科,我一直覺得自己在大氣科學的知識比較欠缺。我們研發了多套激光雷達系統,該系統開展了很多的實驗觀測,獲得到了很多的科學數據,但是由于大氣科學知識方面的短板,使得我們曾經沒有辦法對觀測到的現象進行科學的解釋,這些也使得我們對儀器的改進和性能提升的認識上有很大的障礙,這也是我在科研中曾經遇到的最大挑戰。后來,我們團隊買了很多大氣科學的書籍來學習,同時也積極地向大氣科學家們請教和交流,使得我的科研工作得以快速推進。
自研激光雷達系統,解決復雜大氣條件下的探測難題
過去幾年,我作為技術負責人研發成功了一套用于云系降水潛力評估的大氣溫濕度、垂直氣流速度探測激光雷達系統,這套系統的科學目的是探測大氣柱凝結量,主要是為了云水資源評估用。
這個項目的負責人是華燈鑫教授,他給了我很大的科研自由度和好的思路建議,我們從硬件、軟件還有數據反演算法及科學觀測上做了很多工作,我有了很大的收獲。這套系統解決了復雜大氣條件下,大氣溫度、水汽及垂直氣流速度的高精度探測問題,實現了大氣柱凝結量的探測。研發成功后不僅在氣象部門得到應用,同時也應用到了我本人在2021年主持的國家自然科學基金重點項目《云宏微觀結構特征的遙感探測方法與實驗觀測研究》中,為我們后續云物理的研究提供了大量珍貴的觀測數據。
這一項目對我的科研工作影響也非常大。這個時期使得我開始以不同于以往的思路來工作,需要統籌技術路線、團隊協作和經費管理等多個要素,能夠站在更高的視角和更長遠的思路考慮科研上的工作。
未來,我希望看到云物理的微觀機理與宏觀效應的精準關聯方面取得突破?,F有光學、微波測云技術雖然已經實現從宏觀到微觀的跨越,但是大多研究仍局限于微觀或宏觀變化,并且還無法實現云三維結構的動態、實時觀測,無法實現它們之間的相互作用和精準關聯。
身為編委,以實際行動支持國產期刊的質量提升
2022年,我和團隊在《光學學報》上發表了《云探測中的激光雷達技術研究進展》,該文發表過程讓我印象深刻。這一論文是在疫情期間寫的,是一篇邀稿論文。當時開始寫這篇論文是在2021年底到2022年初,也是疫情最嚴重的時候,每天不能出門,需要24小時呆在家里,我每天5點多起床開始查閱資料整理論文,生物鐘也變得有點“晝夜顛倒”。當時華燈鑫教授帶領團隊主研的國家自然科學基金重大科研儀器研制項目《研究云系降水潛力的全天時云底溫濕度和上升速度探測激光雷達》剛剛結題,我也剛剛獲批了上述的國家自然科學基金重點項目,我的研究興趣也從大氣邊界層的氣溶膠轉向高空的云,就想利用激光雷達對云進行探測。激光雷達波長比較短,穿透能力有限,在云探測中有很多劣勢,但是也有很多優勢,國內對此研究不多,所以就寫了這個主題的論文綜述。投稿之后,收到的反饋意見也很好,同時主編趙建林老師和副主編華燈鑫老師對論文也提了很多建設性的意見。到目前為止,這篇文章廣受關注,是該年度期刊論文的高下載量和高被引文章。
作為《光學學報》的編委,我比較關注國產期刊的發展,尤其關注《光學學報》和《Chinese Optics Letters》兩本期刊。通過參與編輯與審稿服務,使我對這兩個期刊的宗旨與學術影響力有較深的認識。我覺得這兩個期刊都在注重理論創新的同時,也重視實驗技術的實現,同時能涵蓋更多光學相關的交叉科學的發展。
代表性論文:
1. Huige Di*, Yun Yuan. The characteristics of cloud macro-parameters caused by the seeder–feeder process inside clouds measured by millimeter-wave cloud radar in Xi’an, China. Atmospheric Chemistry and Physics, 24, 5783–5801, 2024.5.
2. Yun Yuan, Huige Di*, Dengxin Hua*. Microphysical Processes and Enhancement Effect of Natural Seeder-Feeder in Stratiform Snowfall Observed by Millimeter Wave Cloud Radar. 2025.1, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63: 5100816.
3. Huige Di, Yun Yuan, Yaya Wang, Qing Yan, and Dengxin Hua*. Drizzle microphysical property and vertical air motions retrieval using Doppler lidar and radar measurements. Optics Express, 2024.8 32(17): 29001-29013
4. Huige Di, Xinhong Wang, Ning Chen, Jing Guo, Wenhui Xin, Shichun Li, Yan Guo, Qing Yan, Yufeng Wang, and Dengxin Hua. The algorithm of microphysical-parameter profiles of aerosol and small cloud droplets based on the dual-wavelength lidar data. Atmos. Meas. Tech., 17, 4183–4196, 2024.5.
5. 狄慧鴿,華燈鑫. 云探測中的激光雷達技術研究進展. 光學學報,2022,42(6):0600002