拉曼氣溶膠激光雷達探測

針對全球范圍內(nèi)大氣參數(shù)實時監(jiān)測技術(shù)需求，以地表30千米內(nèi)與人類活動密切相關(guān)的大氣空間為探測對象，依據(jù)大氣分子的拉曼散射原理，開展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的紫外域波長激光雷達探測大氣水汽、溫度和氣溶膠特性的系統(tǒng)及實驗研究，主要涉及拉曼激光雷達系統(tǒng)探測技術(shù)、微弱信號提取技術(shù)與方法、大動態(tài)范圍的數(shù)據(jù)拼接與校正技術(shù)、多參量并行精細探測及反演技術(shù)和模塊化系統(tǒng)集成技術(shù)與對比實驗研究等多學科交叉技術(shù)。結(jié)合多年來研究大氣水汽和溫度拉曼激光雷達技術(shù)的積累，研制了以特殊分色1片和窄帶干涉濾光片為核心的拉曼分光系統(tǒng)，實現(xiàn)了大氣分子的振動和轉(zhuǎn)動拉曼信號的精細提取技術(shù)，構(gòu)建了拉曼激光雷達系統(tǒng)，實現(xiàn)了對大氣水汽、溫度與氣溶膠廓線的精細探測。長期實驗探測性能穩(wěn)定，可靠性高，可作為區(qū)域性大氣和空間環(huán)境地基激光雷達監(jiān)測基地繼續(xù)開展長期觀測實驗研究。

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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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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(shè)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。