拉曼氣溶膠激光雷達

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氣溶膠激光雷達系統(tǒng)采用世界的激光雷達制造工藝，利用不同波段激光信號探測大氣氣溶膠、水汽等垂直闊線，可以實時探測能見度和云底高度等，結(jié)合3D掃描技術(shù)，可以探測污染物的濃度分布及來源。探測包括氣溶膠、能見度、水汽、火山灰、煙霧、污染來源、云底高度、邊界層高度、光學厚度、消光系數(shù)、后向散射系數(shù)、色比等。

激光雷達的結(jié)構(gòu)、分類以及不同種類激光雷達的工作原理。跟蹤激光雷達新發(fā)展和應用,根據(jù)探測物質(zhì)的不同,分別討論了激光雷達在探測氣溶膠、云、邊界層、溫度、能見度、風、大氣成分、水汽和鈉層方面的應用,綜述了目前國內(nèi)外氣象探測的半導體激光雷達、微脈沖激光雷達、一般彈性散射激光雷達、多普1勒激光雷達、差分吸收激光雷達和Raman激光雷達的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,認為激光雷達將向多波長、多探測功能、商業(yè)化、區(qū)域化及全球化方向發(fā)展,它在氣象與環(huán)境監(jiān)測中正在發(fā)揮越來越重要的作用。

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大氣拉曼氣溶膠激光雷達

基于高能量、高頻率的一款戶外全天候、全天時大氣氣溶膠激光雷達，可輸出大氣氣溶膠（顆粒物、沙塵、云等）消光廓線、退偏廓線、邊界層、光學厚度，進一步反演大氣顆粒物廓線等，配備先進三維掃描鏡頭，實現(xiàn)全自動、多方位的掃描功能，解析顆粒物空間立體分布狀況。

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基于Fernald法研究了激光雷達比設定值與激光雷達有效探測范圍內(nèi)氣溶膠光學厚度之間的函數(shù)關(guān)系。針對函數(shù)的連續(xù)性,提出了以光學厚度為收斂判據(jù),采用二分法反演低層氣溶膠激光雷達比的新方法。2014年7月下旬,利用太陽光度計和西安理工大學自主研發(fā)的拉曼-米氏激光雷達對西安局部地區(qū)大氣進行了實驗觀測,并利用所提出的方法進行了數(shù)據(jù)反演。實驗結(jié)果表明,西安局部地區(qū)氣溶膠激光雷達比在觀測期間比較平穩(wěn),基本為44或45。降雨當天,受大氣濕度影響,激光雷達比值較大為51。利用激光雷達米氏散射回波信號和太陽光度計探測數(shù)據(jù),提出了采用迭代反演算法開展氣溶膠激光雷達比精細反演新方法,對研究氣溶膠光學特性的精細反演算法具有重要的意義。