發(fā)布時間：2021-04-13 05:55

　　對流層頂-平流層下區(qū)域（UTLS）的水汽分子密度對于研究全球變化、大氣物質(zhì)能量交換具有十分重要的意義,激光掩星技術(shù)可能是一種探測該區(qū)域水汽的有效手段。掩星對于大氣探測的核心思想源于阿貝爾（Abel）變換。GPS掩星的阿貝爾積分變換表達的是連線的折射角與切點處折射率之間的關(guān)系,而與GPS掩星的阿貝爾積分變換不同的是,激光掩星的阿貝爾積分變換建立的是全路徑大氣光學(xué)厚度與切點處大氣消光系數(shù)之間的關(guān)系。從光線的程函方程出發(fā),通過變量替換、坐標(biāo)置換,從而建立起大氣光學(xué)厚度與大氣消光系數(shù)之間的關(guān)系。由于光在切點處大氣的消光系數(shù)和該處大氣的水汽濃度成正比,因此分別在微衛(wèi)星和微衛(wèi)星之間發(fā)射、接收0.935μm掩星激光脈沖,連接兩者之間的光束穿過大氣層,計算積分路徑上其水汽雙波長差分光學(xué)厚度,由阿貝爾積分變換反演即可獲得光束路徑切點處水汽濃度。隨著掩星連線的上下移動,連線切點高度隨著衛(wèi)星相向或背向而行而變化形成水汽濃度廓線。由于激光束發(fā)散角小,因此由激光掩星方法獲得的水汽廓線高程精度高,水汽的吸收消光可以直接得到水汽的分子密度,優(yōu)于GPS掩星的相位延遲間接方法,可以更直接精確地探測大氣對流層頂-平流層下... 

【文章來源】：大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2020,15(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１?ＧＰＳ掩星探測地球大氣的示．意圖??Ｆｉｇ．ｌ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｖｅｒｖｉｅｗ?ｆｏｒ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ?ｕｓｉｎｇ?ｌａｓｅｒ?ｏｃｃｕｌｔ?ａｔ?ｉｏｎ??

第３期??洪光勁，等：激光掩星探測大氣水汽的阿貝爾變換??１８３??的積分變換，這是大氣物理與大氣遙感學(xué)界比較熟悉的．而在激光掩星事件中，利用的阿貝爾變換，指的??是光學(xué)厚度與連線（ｒａｙ）切點處的消光系數(shù)之間的數(shù)學(xué)變換，與ＧＰＳ掩星的原理略有不同，有必要進行一??下梳理。激光掩星的波束發(fā)散角小，更容易獲得高度分辨率??掩星探酒概念所需的適當(dāng)?shù)能壍朗且粋�圓形的地球低軌道（ＬＥＯ），而且必須避免兩個軌道之間的相對??運動。對一個全球性覆蓋的任務(wù)來說，這Ｋ能利用在極地軌道（太陽同步軌道）上的航天器來實現(xiàn)．此外，??微小衛(wèi)星和對應(yīng)的微�。毙堑能壍栏叨葢�(yīng)接近，以確保下降的切點在整個大氣層中盡可能垂直．它們相向??而行或背詢而行，如圖２所示。表示發(fā)射機，Ｉ：表示發(fā)射機；表示收發(fā)之間距離。??Ｆｉｇ．?２?Ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｔｗｏ?ｍｉｃｒｏ－ｓａｔ?ｅｌｌ?ｉｔ?ｉｃ?ｏｒｂｉｔｓ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｏｃｃｕｌｔａｔｉｏｎ??ｒａｙ?ｐｅｒｉｇｅｅ??（ｔａｎｇｅｎｔ?ｐｏｉｎｔ），??圖３激光掩星示意圖（ＩＶ表示激光發(fā)射端；凡表示激光接收端）??Ｆｉｇ．３?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｌａｓｅｒ?ｏｃｃｕｌｔａｔｉｏｎ??如圖３所示激光強度Ｊ沿著光束路徑的４?ｉＶ連線）的衰減根據(jù)朗伯定理可表示為??ｄＪ?＝?—ｋｌｄｌ??（２）??


本文編號：3134749