水汽是大氣中重要的組成部分,也是氣象及氣候?qū)W中的重要氣象參數(shù)。作為一種時空變化明顯的氣體成分,大氣水汽實時連續(xù)探測對于研究云的形成、降水、水循環(huán)以及霧霾生消過程等研究具有重要的科研意義和研究價值。論文以全天時大氣水汽含量為研究目標,開展利用太陽光度計和激光雷達等探測手段的融合技術(shù),對大范圍全天時的大氣水汽分布和變化特性進行研究。論文首先開展了基于太陽光度計的大氣水汽含量反演和研究,統(tǒng)計分析了2015-2017年西安地區(qū)局地大氣氣溶膠光學厚度、埃系數(shù)和渾濁度系數(shù)等氣溶膠光學特性參量的日變化、月變化、季變化以及年變化趨勢,并利用太陽光度計940 nm通道的太陽輻射數(shù)據(jù)反演獲得了整層大氣柱水汽含量,并統(tǒng)計分析得到西安地區(qū)局地水汽含量的月平均變化范圍為0.1-2.7 cm,并呈現(xiàn)夏高冬低的趨勢。其次,開展了基于拉曼激光雷達的全天時大氣水汽探測和反演研究,實現(xiàn)了白天3 km以下大氣水汽的有效探測,進而進行了對大氣水汽的全天時激光雷達探測研究。結(jié)合太陽光度計的白天探測優(yōu)勢,通過典型探測示例,探討了由太陽光度計獲得的整層大氣柱水汽含量和激光雷達獲得的邊界層內(nèi)大氣水汽含量的融合分析,數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明兩... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

POM-02太陽光度計Fig.2-2POM-02sunphotometer

圖 4-5 2016 年 9 月 15 日 15:00-22:00 拉曼激光雷達全天時水汽混合比 THIFig.4-5 Water vapor mixing ratio of all-time Raman lidar at 15:00 to 22:00 on September 15, 20圖 4-6 為拉曼激光雷達探測獲得的 2016 年 9 月 22 日 06:00-24:00 水汽混合比由圖可以發(fā)現(xiàn)，激光雷達在白天基本能實現(xiàn)水汽 3 km 的探測。從時間分布上上 06:00 點到中午 12:00 點水汽趨于平緩，有輕微的下降，下午 14:00 點后水顯的抬升，并在 20:00 點左右到達最大值，之后水汽呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢。從水汽的來看，從 06:00 到 14:00 水汽層主要分布在 1 km 以下，14:00 點后水汽層明顯層也從地面一直延伸到 1.5 km 左右，到晚上 20:00 點后水汽層上升到 2 km 以用小波閾值去噪算法和大氣水汽反演技術(shù)，可成功實現(xiàn)大氣邊界層內(nèi)大氣水探測，獲得對局地大氣水汽含量的連續(xù)時空變化特性分析。

圖 4-5 2016 年 9 月 15 日 15:00-22:00 拉曼激光雷達全天時水汽混合比 THIFig.4-5 Water vapor mixing ratio of all-time Raman lidar at 15:00 to 22:00 on September 15, 20圖 4-6 為拉曼激光雷達探測獲得的 2016 年 9 月 22 日 06:00-24:00 水汽混合比由圖可以發(fā)現(xiàn)，激光雷達在白天基本能實現(xiàn)水汽 3 km 的探測。從時間分布上上 06:00 點到中午 12:00 點水汽趨于平緩，有輕微的下降，下午 14:00 點后水汽顯的抬升，并在 20:00 點左右到達最大值，之后水汽呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢。從水汽的分來看，從 06:00 到 14:00 水汽層主要分布在 1 km 以下，14:00 點后水汽層明顯層也從地面一直延伸到 1.5 km 左右，到晚上 20:00 點后水汽層上升到 2 km 以上用小波閾值去噪算法和大氣水汽反演技術(shù)，可成功實現(xiàn)大氣邊界層內(nèi)大氣水汽探測，獲得對局地大氣水汽含量的連續(xù)時空變化特性分析。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于小波去噪算法的全天時大氣水汽拉曼激光雷達探測與分析[J]. 王玉峰,曹小明,張晶,湯柳,宋躍輝,狄慧鴿,華燈鑫.  光學學報. 2018(02)
[2]Mie散射激光雷達回波信號小波去噪方法[J]. 周智榮,華燈鑫,楊蓉,閆慶,陳浩,宋躍輝.  光子學報. 2016(07)
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[8]大氣對流層水汽對溫室效應的影響分析[J]. 高鳳玲,崔國民,陶樂仁,黃曉璜,華澤釗.  工程熱物理學報. 2014(04)
[9]基于改進小波閾值函數(shù)的雷達信號去噪[J]. 趙松,江漢紅,張朝亮,柯澤賢.  兵工自動化. 2011(07)
[10]太陽光度計反演大氣水汽總量的方法與結(jié)果對比分析[J]. 周寧,劉敏.  遙感學報. 2011(03)

博士論文
[1]西北半干旱區(qū)大氣可降水量和氣溶膠光學特性的反演與分析[D]. 李霞.蘭州大學 2012
[2]地基GPS遙感大氣可降水量及其在氣象中的應用研究[D]. 李國平.西南交通大學 2007

碩士論文
[1]基于拉曼激光雷達的全天時大氣水汽含量探測與分析[D]. 曹小明.西安理工大學 2017
[2]用衛(wèi)星資料和常規(guī)資料聯(lián)合估算水汽含量的研究[D]. 宛霞.蘭州大學 2007



本文編號：3135802