20世紀60年代末，宇航員拍攝了太空星球的照片，太空中一顆美麗的藍色星球——地球，就是人類共同的家園。地球像母親一樣，對人類溫柔以待，為人類生命活動提供了必需的生活環(huán)境和各種資源，滋養(yǎng)我們繁衍生息。
然而，斗轉(zhuǎn)星移，隨著人類社會的不斷繁榮，我們常常感覺生活環(huán)境變差了。天空不再總是湛藍，不時變得灰蒙蒙的；天氣也不時變得酷熱、嚴寒或颶風暴雨；野生物種不斷減少，許多生物種類永遠消逝。此外，地球上的水資源、礦產(chǎn)資源、能源資源、食物（包括糧食、魚類等）也出現(xiàn)短缺現(xiàn)象，情況令人擔憂。這些問題引起了世界各國的高度關注，很多國家組織科學家進行研究分析，以期找出產(chǎn)生這些問題的根源以及改變這種狀況的辦法�？茖W家認為，引起生活環(huán)境變化有自然因素和人為因素�，F(xiàn)在普遍認為溫室效應和地球自轉(zhuǎn)速度變化是引起氣候變化的根源，其中又以人為因素造成的地球自轉(zhuǎn)速度變化為主。
隨著社會發(fā)展和世界人口的增多，各種資源的消耗量也隨之增多，而地球陸地上儲存的資源數(shù)量是有限的，隨之而來必然會出現(xiàn)資源短缺。解決途徑是開拓新資源，主要是開發(fā)利用太空資源和海洋資源。
激光，并不是自然界里原本就存在的，它是凝結(jié)人類智慧的偉大發(fā)明。激光是人類認識和改造周圍世界的神奇工具。利用激光技術可以幫助我們了解天氣變差的原因，協(xié)助我們找到阻止其變差的辦法；利用激光技術可以探測太空、海洋，那里有各種各樣豐富的資源，可以解決資源缺乏；利用激光技術也能夠培育各種糧食作物、經(jīng)濟作物新品種，它們的產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)良，給人類提供充足的食物。正如范滇元院士在本書序言中所說的，激光技術在太空資源、海洋資源、信息資源和食品資源等方面將發(fā)揮重要的作用，這也是激光技術的一個重要應用領域。
感謝各位同仁和朋友在本書編寫過程中給予的支持和幫助，感謝范滇元院士為本書作序；感謝王曉峰、石江波對本書圖片繪制的幫助。希望讀者通過本書對我們的地球家園多一些了解，也對未來建設好她有所幫助。誠然，受限于作者的科技知識水平，本書內(nèi)容可能未達到我們的初衷，也可能離讀者的期望有一定距離。我們歡迎并希望讀者批評指正，也期待有更好的同類書出版。希望我們每一個人在地球家園都生活得安詳、幸福。
雷仕湛，中科院上海光機所研究員，1965年參與研制成功我國第一臺CO2分子激光器；1976年參與準分子激光技術研究，研制成功氟分子激光器，并發(fā)現(xiàn)新激光譜線；1978年參與研制成功我國第一臺室溫選支CO分子激光器；1992年開始自由電子激光研究等。出版有 《激光器設計基礎》（上�？茖W技術出版社）、《需求：激勵發(fā)明之路》（上�？茖W技術出版社）、《激光技術手冊》（科學出版社）、《光子技術》（科學出版社）、《信息光盤》（科學出版社）、《光學新世界——非線性光學淺說》（科學普及出版社）、《追光-光學的昨天和今天》（上海交通大學出版社）、《原子和分子光譜學》（譯作，上海遠東出版社）等。曾獲中科院自然科學獎二等獎、上海市科學技術進步獎三等獎；勞動部科學技術進步獎二等獎；1993年獲國務院頒發(fā)政府特殊津貼；2001年獲第三屆中國科協(xié)先進工作者；1998年獲上海市優(yōu)秀科普作家稱號；1997年獲上海第二屆大眾科學獎提名獎。獲第一屆國家圖書獎提名獎、第25屆華東地區(qū)科技出版社優(yōu)秀科技圖書二等獎、中科院頒發(fā)的優(yōu)秀科普作品獎，科技部頒發(fā)的2015年全國優(yōu)秀科普著作獎。
第一章激光監(jiān)測地球空間1
第一節(jié)激光測報地球氣候變化1
一、 激光解密氣候變化2
二、 激光探測大氣環(huán)境質(zhì)量21
第二節(jié)激光開發(fā)利用太空資源45
一、 豐富的太空資源45
二、 激光分析監(jiān)測太空資源和原位制造62
三、 太空激光通信73
四、 激光飛行器78
參考文獻90
第二章激光監(jiān)測海洋91
第一節(jié)激光監(jiān)測海洋環(huán)境91
一、 激光監(jiān)測海洋水文環(huán)境91
二、 激光監(jiān)測海洋氣候環(huán)境106
三、 激光探測海洋地理環(huán)境110
四、 激光探測海洋光學環(huán)境118
五、 激光監(jiān)測海洋電磁場127
六、 激光監(jiān)測海洋環(huán)境噪聲130
七、 激光監(jiān)測海洋環(huán)境污染135
第二節(jié)激光監(jiān)測海洋資源148
一、 海洋礦產(chǎn)資源148
二、 海洋生物資源154
三、 激光探測海洋能源資源159
四、 激光探測海洋水資源和化學原料資源176
第三節(jié)激光海洋水下通信190
一、 海洋光信道特性190
二、 海洋水下激光通信系統(tǒng)和特性194
三、 海洋對潛激光通信202
參考文獻204
第三章激光監(jiān)測地球運動208
第一節(jié)激光監(jiān)測地球自轉(zhuǎn)運動208
一、 地球的自轉(zhuǎn)運動208
二、 地球自轉(zhuǎn)速度變化與自然災害218
三、 導致地球自轉(zhuǎn)速度變化的主要因素231
第二節(jié)激光監(jiān)測地球板塊運動234
一、 地球板塊構造235
二、 地球板塊運動238
第三節(jié)激光監(jiān)測地球其他運動243
一、 激光監(jiān)測地極移動244
二、 激光探測地球膨脹運動247
三、 激光探測地心運動250
四、 激光探測火山活動252
參考文獻261
第四章激光構建幸福地球家園264
第一節(jié)激光照射誘變培育生物新品種264
一、 激光照射誘變265
二、 激光照射誘變培育糧食作物新品種272
三、 激光照射誘變培育經(jīng)濟作物新品種281
四、 激光照射誘變培育魚類新品種290
第二節(jié)激光重構細胞培育生物新品種291
一、 激光細胞融合291
二、 激光細胞外源基因?qū)?94
三、 激光“變動”細胞內(nèi)部組成296
四、 主要技術支撐300
五、 培育生物新品種實例314
第三節(jié)激光照射誘變培育果樹新品種318
一、 激光照射誘變培育水蜜桃新品種319
二、 激光照射誘變培育葡萄新品種320
三、 激光照射誘變培育沙田柚新品種321
第四節(jié)激光照射誘變培育微生物新品種322
一、 影響激光誘發(fā)微生物變異的因素323
二、 激光照射誘變培育微生物新品種實例324
第五節(jié)激光信息高速公路326
一、 光纖通信327
二、 激光信息存儲333
參考文獻345
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