拉曼氣溶膠激光雷達基本原理

以激光為光源，通過探測激光與大氣相互作用的光波信號來遙感大氣．光波與大氣中介質(zhì)相互作用，產(chǎn)生包含氣體分子和氣溶膠粒子有關信息的輻射信號，利用適當?shù)姆囱莘椒ň涂梢詮闹械玫疥P于氣體分子和氣溶膠粒子的相關信息．利用彈性散射信號確定顆粒物消光系數(shù)的方法無法改變這樣的事實：根據(jù)雷達信號來同時確定氣溶膠消光系數(shù)和后向散射系數(shù)這兩個未知的物理量．系統(tǒng)主要分為三個部分：光學發(fā)射與接收光學系統(tǒng)、光電探測組件中的電子學系統(tǒng)(包括激光器電源、信號放大、采集和控制單元)以及信號存儲與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)．

應用：目前主要應用與大氣溫度測量以及大氣污染測監(jiān)測，北京奧運會期間曾經(jīng)利用這項技術進行了大氣能見度以及污染顆粒的檢測。

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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拉曼氣溶膠激光雷達

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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。