發(fā)布時(shí)間：2021-08-29 23:17

　　為了同時(shí)測(cè)量大氣溫度,水汽和大氣氣溶膠,中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所中國(guó)科學(xué)院大氣光學(xué)中心研制了一臺(tái)多功能拉曼激光雷達(dá)。該激光雷達(dá)采用多腔干涉濾光片的高性能光譜盒,同時(shí)按小角度入射順序安裝,分離不同波長(zhǎng)的激光雷達(dá)回波信號(hào),并能高效率地提取信號(hào)。利用該臺(tái)拉曼激光雷達(dá)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè),分析了大氣溫度、水汽混合比的垂直分布。研究結(jié)果表明:探測(cè)時(shí)間為5分鐘,激光能量為200 mJ時(shí),激光雷達(dá)和無線電探空儀測(cè)得的平均偏差很小, 10 km以下的總體趨勢(shì)相似,同時(shí)觀測(cè)到逆溫層位于對(duì)流層低層。在干凈天的條件下, 6.2 km高度下的夜間統(tǒng)計(jì)溫度誤差在1K以下;在輕微霧霾天的條件下, 2.5 km高度下的夜間統(tǒng)計(jì)溫度誤差在1 K以下。水汽探測(cè)過程中,激光雷達(dá)在4 km以內(nèi)的相對(duì)誤差不超過5%, 7.5 km以內(nèi)的相對(duì)誤差不超過20%。連續(xù)觀測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了拉曼激光雷達(dá)的可靠性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)流層大氣參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量。 

【文章來源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(05)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

TWAR激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)圖和照片

在處理激光雷達(dá)信號(hào)時(shí), 首先要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理, 本文選擇三角濾波法, 3 km以下的平滑窗口選擇120 m, 3 km以上的平滑窗口選擇600 m。 由圖2可知, TWAR激光雷達(dá)探測(cè)的溫度和無線電探空儀探測(cè)的溫度在10 km高度以內(nèi)仍具有相同的趨勢(shì), 吻合的很好, 同時(shí)大氣溫度隨著高度升高而降低, 下降速率約為6 K·km-1。 然而500 m以下的激光雷達(dá)探測(cè)的溫度不是那么的準(zhǔn)確, 這主要是因?yàn)榻孛鎺缀我蜃拥挠绊�。�?biāo)定系數(shù)a, b, c可以通過反演公式擬合得出

圖3顯示了2014年11月8日20:00至22:00間的連續(xù)溫度廓線, 雖然由于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的不確定性帶來溫度數(shù)據(jù)的波動(dòng), 但是仍然可以通過TWAR激光雷達(dá)觀察到溫度的連續(xù)變化過程。 激光雷達(dá)調(diào)整為每隔五分鐘工作一次, 每次發(fā)射2 000個(gè)激光脈沖。 為了更好地觀察到溫度的時(shí)空變化, 連續(xù)的溫度廓線依次平移13 K。 從圖中可以看出2 h內(nèi)的溫度變化比較穩(wěn)定, 2～3 km的溫度緩慢增加, 這很可能是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)以及太陽輻射的揮發(fā), 導(dǎo)致近地面熱空氣上移引起的。3.2 水汽混合比探測(cè)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼譜線激光雷達(dá)的大氣溫度反演分析（英文）[J]. 劉玉麗,謝晨波,尚震,趙明,曹開法,孫越勝.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(06)



本文編號(hào)：3371569