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相干测风激光雷达对城市风场典型过程分析 被引量:2
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作者 董保华 夏小维 +4 位作者 庄鹏 谢晨波 周月凌 孔现涛 罗红艳 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期90-107,共18页
近年来,极端天气频发,对社会、经济及公共生命安全造成严重影响,亟需实时、高时空分辨率的气象观测手段。为应对气象的变化,利用多普勒效应,结合最大似然离散谱峰估计(ML DSP),寻找能量峰值最大值频谱位置,进行风数据的反演,进而研制一... 近年来,极端天气频发,对社会、经济及公共生命安全造成严重影响,亟需实时、高时空分辨率的气象观测手段。为应对气象的变化,利用多普勒效应,结合最大似然离散谱峰估计(ML DSP),寻找能量峰值最大值频谱位置,进行风数据的反演,进而研制一款相干测风激光雷达系统,该系统探测距离为50~4000 m范围内,时间分辨率达到10 s,垂直分辨率30 m。该系统与探空气球比对结果,风速相关性为0.962,风向相关性为0.96,风速标准偏差为0.93 m/s,风向标准偏差为6.52°。通过该雷达系统进一步在平阴县及北京市的进行长期监测,根据监测数据发现受地形及近地面温度影响,城市近地空1 km高度以内风场变化较大,1 km高度以上的风场变化较小。同时对平阴县及北京市典型过程进行分析,发现相干测风激光雷达能够有效地监测到城市降雨及冷暖空气交汇过程,具有良好的风场连续观测能力及典型天气现象的监测和分析能力。该雷达可用于对城市风场监测,为极端天气变化提供实时、高分辨率的数据,进而为气象监测和极端天气预警提供数据支撑。 展开更多
关键词 激光雷达 相干测风 风场比对 城市风场
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扫描多普勒激光测风雷达径向风速质量控制方法优化及验证
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作者 马腾 余晔 +5 位作者 董龙翔 赵果 张彤 王雪薇 李江林 赵素平 《高原气象》 北大核心 2025年第4期1071-1082,共12页
风电场内风廓线的观测对于风机输出功率的预测非常重要。随着风机尺寸的不断增加,常用的测风塔由于其观测高度有限,无法得到风电场内完整的风廓线信息。本研究通过对比不同严格程度的数据质量控制和处理方法,提出了一种基于多普勒激光... 风电场内风廓线的观测对于风机输出功率的预测非常重要。随着风机尺寸的不断增加,常用的测风塔由于其观测高度有限,无法得到风电场内完整的风廓线信息。本研究通过对比不同严格程度的数据质量控制和处理方法,提出了一种基于多普勒激光测风雷达速度方位显示(Velocity Azimuth Display,VAD)扫描方式,获取边界层内高质量风廓线的质量控制与风速反演结果优化处理流程,并得到了从近地面到风机叶片影响高度的完整垂直风廓线。与传统的仅用载噪比(Carrier-to-Noise Ratio,CNR)对原始径向风速数据进行质量控制的方法相比,利用本研究提出的数据质量控制和处理流程可显著提高风速和风向反演的精度,反演得到的风速与测风塔风速的决定系数从0.826(10 m)和0.926(70 m)提高到0.932和0.958,偏差从0.500 m∙s^(-1)(10 m)和0.063 m∙s^(-1)(70 m)减少到0.464 m∙s^(-1)和0.034 m∙s^(-1);优化方法对风向的反演也有很大改进。使用本研究提出的风场反演优化方法,可以得到激光雷达多普勒波束摆动(Doppler Beam Swinging,DBS)扫描方法探测盲区至风机叶片影响高度的完整边界层风廓线,可用于风资源评估、风功率预测以及风电场参数化方案发展等研究。 展开更多
关键词 多普勒激光雷达 风电场 反演方法 质量控制 风速
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极区气溶胶光学厚度研究现状与展望
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作者 陈李静 张雷 +5 位作者 佘勇 姚振东 曾昭亮 田彪 郑宇 丁明虎 《极地研究》 北大核心 2025年第2期327-341,共15页
近年来,日益突出的极区大气污染以及气候变化问题使得气溶胶深入研究成为重要课题。气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth,AOD)作为表征气溶胶光学特性的重要参数之一,其与大气颗粒物和气象要素的相关性可用以指示气溶胶对大气污染和气... 近年来,日益突出的极区大气污染以及气候变化问题使得气溶胶深入研究成为重要课题。气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth,AOD)作为表征气溶胶光学特性的重要参数之一,其与大气颗粒物和气象要素的相关性可用以指示气溶胶对大气污染和气候的影响。从全球角度看,目前对气溶胶的研究在中纬度地区开展较多,而由于受观测连续性和遥感能力,特别是卫星遥感反演精度的限制,对南北极地区的气溶胶研究开展较少。本文主要分析极区AOD研究的历史、现状和瓶颈,概述极区AOD总体研究的进展,探索地基观测和卫星遥感等制约其深入研究的能力及原因。 展开更多
关键词 极区 气溶胶光学厚度 地基观测 卫星遥感
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ERA5对拉曼激光雷达水汽反演的标定与分析
4
作者 王雯慧 曹念文 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期120-129,共10页
在探测大气水汽方面,拉曼激光雷达是精度较高的探测方法。探空资料经常用来对拉曼激光雷达反演水汽进行标定和对比分析,但是探空资料在时间和空间上具有局限性,在无探空数据时,拉曼激光雷达的标定和反演受限。ERA5再分析资料与探空资料... 在探测大气水汽方面,拉曼激光雷达是精度较高的探测方法。探空资料经常用来对拉曼激光雷达反演水汽进行标定和对比分析,但是探空资料在时间和空间上具有局限性,在无探空数据时,拉曼激光雷达的标定和反演受限。ERA5再分析资料与探空资料的相似度较高,时空分辨率比探空数据高。对安徽地区ERA5水汽混合比数据的适用性进行了分析,结果表明在安徽两个探空站ERA5资料与探空资料的水汽混合比相关性较好,整体偏差较小。因此在无探空数据的合肥地区,选择ERA5再分析资料作为参考数据,对拉曼激光雷达反演水汽混合比进行标定。将标定常数代入水汽混合比的反演公式,得到水汽混合比在高度上的垂直廓线,将反演结果与探空站插值得到的合肥水汽混合比廓线进行对比分析,在0.5~1.5 km高度内,相对误差大概在-15%~7%范围内。结果表明拉曼激光雷达反演的水汽混合比与探空站插值得到的合肥水汽混合比具有较好的一致性,验证了ERA5资料对拉曼激光雷达反演水汽混合比标定的可行性。 展开更多
关键词 拉曼激光雷达 水汽混合比 ERA5再分析资料 探空资料
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激光雷达探测青藏高原气溶胶吸湿增长
5
作者 张博文 范广强 +1 位作者 张天舒 项衍 《激光与红外》 北大核心 2025年第2期215-225,共11页
本研究使用多波长Mie-Raman激光雷达收集相对湿度和气溶胶光学参数等数据,研究吸湿增长对气溶胶颗粒光学和微物理特性的影响。选取青藏高原林芝机场观测的两个典型案例,在二维分析层面进行深入分析。无论Case1还是Case2,激光雷达探测数... 本研究使用多波长Mie-Raman激光雷达收集相对湿度和气溶胶光学参数等数据,研究吸湿增长对气溶胶颗粒光学和微物理特性的影响。选取青藏高原林芝机场观测的两个典型案例,在二维分析层面进行深入分析。无论Case1还是Case2,激光雷达探测数据都表明,吸湿增长因子首先表现出快速上升的趋势,然后随着相对湿度的增加而缓慢增长。为了提高分析的准确性,对几种模型进行了拟合和比较。结果表明,本文提出的三参数模型具有最高的相关系数,证明了其有效性和准确性。此外,通过将观测数据与浊度计进行对比,进一步验证了多波长Mie-Raman激光雷达在识别气溶胶吸湿增长特性的可靠性。结果表明,在不同高度观测气溶胶的吸湿增长因子后,气溶胶颗粒的吸湿性、沉降性和吸收饱和度有明显的增强趋势。这一发现增加了对气溶胶性质的重要理解,并为青藏高原大气环境变化的研究提供了重要的经验支持。 展开更多
关键词 拉曼激光雷达 气溶胶探测 吸湿增长 光学特性
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基于能见度激光雷达的机场主导能见度测量
6
作者 李仁翔 戴求淼 +5 位作者 袁山山 王岚萱 杨晓琦 张慧 朱威威 徐文静 《激光技术》 北大核心 2025年第1期151-158,共8页
为了保障航空器的安全起降,且大范围准确地监测机场能见度分布情况,采用误差分析方法,选取深圳宝安国际机场2022-01—2023-06激光雷达(LiDAR)观测数据,分别与人工观测主导能见度数据和自观系统计算的加权能见度数据进行了比对分析,初步... 为了保障航空器的安全起降,且大范围准确地监测机场能见度分布情况,采用误差分析方法,选取深圳宝安国际机场2022-01—2023-06激光雷达(LiDAR)观测数据,分别与人工观测主导能见度数据和自观系统计算的加权能见度数据进行了比对分析,初步验证了能见度激光雷达测量主导能见度的准确性与可靠性。结果表明,激光雷达观测数据与人工观测数据及自观系统观测数据的平均相对偏差分别为-5.30%和-5.45%,且激光雷达对大范围内能见度的早期变化更为敏感;降雨条件及主导能见度小于1500 m时,激光雷达观测结果的误差较大,需加以人工辅助观测,当主导能见度大于1500 m时,激光雷达可以代替人工输出主导能见度数据。该研究为基于能见度激光雷达的主导能见度测量实现机场业务化运行提供了依据和借鉴。 展开更多
关键词 激光技术 能见度激光雷达 主导能见度 低能见度天气
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西藏那曲与北京郊区对流层气溶胶的微脉冲激光雷达测量 被引量:36
7
作者 刘诚 明海 +6 位作者 王沛 谢建平 杨辉 赵南京 谢品华 竹内延夫 小池俊雄 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1435-1439,共5页
用微脉冲激光雷达对西藏那曲地区和北京郊区2004年夏季大气对流层气溶胶的光学特性进行了测量和分析,给出了两地区气溶胶消光系数的垂直分布以及那曲地区的大气边界层高度.结果表明:北京郊区大气对流层气溶胶的组分、浓度及粒径分布较... 用微脉冲激光雷达对西藏那曲地区和北京郊区2004年夏季大气对流层气溶胶的光学特性进行了测量和分析,给出了两地区气溶胶消光系数的垂直分布以及那曲地区的大气边界层高度.结果表明:北京郊区大气对流层气溶胶的组分、浓度及粒径分布较那曲地区呈现出较大的不均匀性,那曲地区则具有较好的近地面空气质量.因此,利用微脉冲激光雷达可以实现大气气溶胶的有效测量. 展开更多
关键词 微脉冲激光雷达(MPL) 气溶胶 消光系数 边界层高度
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中波红外整层大气透过率测量及误差分析 被引量:19
8
作者 刘俊池 李洪文 +3 位作者 王建立 殷丽梅 李宏壮 张振铎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1547-1557,共11页
为实现中波红外整层大气透过率的现场测量,提高空间目标红外辐射特性测量精度,研究了基于标准红外自然星的大气透过率测量方法。建立了基于Beer定律和Langley-Plot定标原理的测量实验数学模型,搭建了基于1.2m口径地基光电望远镜的测量... 为实现中波红外整层大气透过率的现场测量,提高空间目标红外辐射特性测量精度,研究了基于标准红外自然星的大气透过率测量方法。建立了基于Beer定律和Langley-Plot定标原理的测量实验数学模型,搭建了基于1.2m口径地基光电望远镜的测量实验系统。采用了"准实时单点校正""窗口提取"和"信噪比特性曲线"等方法有效降低了红外探测器非均匀性和自然星弥散成像等问题给测量精度带来的影响。最后,分析了测量实验的理论误差。实验数据显示:空间目标大气层外红外辐射照度测量的最大实际误差为16.28%,中波红外整层大气透过率测量的理论误差为11.75%。结果表明:基于标准红外自然星的大气透过率测量方法测量误差小,实验系统对外场观测任务适应性强,为空间目标红外辐射特性的地基测量提供了新的解决方案。 展开更多
关键词 大气透过率测量 红外辐射 空间目标 标准红外自然星 地基大口径望远镜
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基于Fernald和Klett方法确定气溶胶消光系数边界值 被引量:11
9
作者 田鹏飞 张镭(指导) +5 位作者 曹贤洁 王瑾 周碧 王宏斌 黄忠伟 张武 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期57-65,共9页
基于Fernald方法和Klett方法,推导出一个具有明确物理意义的确定气溶胶消光系数边界值的表达式,该式比目前用于确定边界值的Collis斜率法表达式增加了两项:空气分子消光系数项和后向散射项,这两项与Collis斜率法的值符号相反。空气分子... 基于Fernald方法和Klett方法,推导出一个具有明确物理意义的确定气溶胶消光系数边界值的表达式,该式比目前用于确定边界值的Collis斜率法表达式增加了两项:空气分子消光系数项和后向散射项,这两项与Collis斜率法的值符号相反。空气分子消光系数项较小,但后向散射项为后向散射系数的倒数和导数的乘积,绝对值能达到Collis斜率法的75.2%。分析表明,考虑了新增两项反演的大气气溶胶光学厚度(AOD)与实测更接近,所以增加这两项是合理的、必要的。不同标高反演2007年9月20日的AOD在0.20~0.25之间,变化范围较小;反演的AOD方差为0.003,相对较小。说明新方法对标高的依赖较小且较稳定。分析424个时次晴空资料的反演结果可知,反演比实测大7.4%,反演与实测的相关系数为93.2%,相对误差和绝对误差分别为10.9%和0.03,反演的AOD方差为0.02,AOD小于0.45(占到资料总数的91.7%)时,反演结果较好。 展开更多
关键词 大气遥感 激光雷达 消光系数 边界值 标定高度 光学厚度
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基于CCD的侧向激光雷达系统研制及探测个例 被引量:16
10
作者 陶宗明 刘东 +4 位作者 麻晓敏 陈向春 王珍珠 谢晨波 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3282-3286,共5页
后向散射激光雷达技术已广泛应用于大气气溶胶的探测,但由于有盲区和过渡区,限制了它在近距离段的探测范围和精度。侧向散射激光雷达技术没有后向散射激光雷达技术中的上述缺陷,可实现近距离段气溶胶信号的连续探测,且探测精度较高... 后向散射激光雷达技术已广泛应用于大气气溶胶的探测,但由于有盲区和过渡区,限制了它在近距离段的探测范围和精度。侧向散射激光雷达技术没有后向散射激光雷达技术中的上述缺陷,可实现近距离段气溶胶信号的连续探测,且探测精度较高。开发研制了基于CCD的侧向散射激光雷达系统,它由激光发射、光学接收、几何定标及数据采集等子系统组成。与后向散射激光雷达的对比探测个例表明,该激光雷达系统数据可靠,近距离的有效探测范围为0.02~4 km。这一系统的建立为进一步深入研究近地面层的气溶胶时、空分布奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 大气光学 侧向散射激光雷达 CCD
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CALIOP对一次秸秆焚烧后气溶胶光学特性的探测分析 被引量:12
11
作者 蔡宏珂 周任君 +2 位作者 傅云飞 郑媛媛 王英俭 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期469-478,共10页
采用星载激光雷达(Cloud-Aerosol LIdar with Orthogonal Polarization,CALIOP)资料研究了2008年6月2日华东秸秆焚烧排放气溶胶的光学特性,并与2006~2008年统计结果进行了对比。结果表明:1)CALIOP能够有效探测到气溶胶层,探测结果... 采用星载激光雷达(Cloud-Aerosol LIdar with Orthogonal Polarization,CALIOP)资料研究了2008年6月2日华东秸秆焚烧排放气溶胶的光学特性,并与2006~2008年统计结果进行了对比。结果表明:1)CALIOP能够有效探测到气溶胶层,探测结果符合生物质燃烧气溶胶的典型特征;气溶胶分布及廓线特点可以由火点分布及大气环流形势做出解释。2)个例中气溶胶光学特性廓线与该地区2006~2008年全年平均和夏季平均都存在一定差异。个例中后向散射系数廓线的峰值显示出气溶胶垂直分布结构,对应高度上的退偏振率比平均偏大而双波长比则偏小,表明秸秆焚烧源气溶胶层由大量非球形的细粒子组成。3)个例中气溶胶粒子谱特征与3年夏季平均接近而与3年平均差别很大,显示出个例的季节特征。更多个例的统计分析和地基观测的验证有助于了解秸秆焚烧源气溶胶的普遍规律。 展开更多
关键词 气溶胶 光学特性 激光雷达 秸秆焚烧 退偏振率 双波长比
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小型气溶胶激光雷达及其信号校准 被引量:9
12
作者 薛国刚 孙东松 +2 位作者 闫长春 李洪敬 杨春沪 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期151-153,共3页
介绍了一台直接探测的、用于大气气溶胶测量的小型激光雷达系统,阐述了其工作原理和系统结构,较详细的讨论了该激光雷达的信号校准过程,尤其是几何重叠因子的确定。根据实验结果,反演了该激光雷达的几何重叠因子和最终的校准信号。
关键词 激光雷达 气溶胶 校准 消光系数 大气遥感
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北京奥运前期典型天气喇曼激光雷达观测研究 被引量:8
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作者 佟彦超 刘文清 +4 位作者 赵南京 刘建国 伍德侠 董云升 陆亦怀 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期279-283,共5页
以自行研制的双波长三通道拉曼激光雷达、振荡天平(PM10、PM2.5)、碳黑(BC)气溶胶分析仪及能见度仪相结合对"好运北京"2008年奥运会前期典型天气状况进行了测量与分析,给出了北京奥运主场馆上空气溶胶消光系数的垂直分布及其... 以自行研制的双波长三通道拉曼激光雷达、振荡天平(PM10、PM2.5)、碳黑(BC)气溶胶分析仪及能见度仪相结合对"好运北京"2008年奥运会前期典型天气状况进行了测量与分析,给出了北京奥运主场馆上空气溶胶消光系数的垂直分布及其时空变化关系,计算了气溶胶的消光散射比,并分析了灰霾天气条件下大气能见度、气溶胶颗粒物PM10、PM2.5、BC及气溶胶消光系数垂直分布之间的相互关系.研究结果表明,灰霾天气条件下,大气能见度、颗粒物质量浓度与气溶胶颗粒物消光系数之间具有直接的相关性. 展开更多
关键词 拉曼激光雷达 气溶胶 消光系数 颗粒物质量浓度 能见度
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激光雨滴谱仪测速误差对雨滴谱分布的影响 被引量:17
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作者 李淘 阮征 +1 位作者 葛润生 金龙 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期25-34,共10页
该文研究PARSIVEL激光雨滴谱仪的测量误差并提出订正方法。对2014年在广东阳江的PARSIVEL激光雨滴谱仪采集的两次降水过程数据进行分析发现,雨滴下落速度V随粒径D变化与静止大气中雨滴下落末速度随粒径变化的Atlas-Ulbrich曲线分布趋势... 该文研究PARSIVEL激光雨滴谱仪的测量误差并提出订正方法。对2014年在广东阳江的PARSIVEL激光雨滴谱仪采集的两次降水过程数据进行分析发现,雨滴下落速度V随粒径D变化与静止大气中雨滴下落末速度随粒径变化的Atlas-Ulbrich曲线分布趋势一致,但D<1 mm及D>3 mm的速度偏差较大。其主要原因是大粒径雨滴形变造成速度偏离较大,仪器测量误差造成小粒径测速偏大,激光雨滴谱仪所在高度的大气垂直运动影响雨滴下落速度。根据PARSIVEL激光雨滴谱仪测量原理,基于雨滴形变与粒径关系,给出形变订正后的Atlas-U1-brich修正曲线,并用于对小粒径测速订正。比较订正前后的雨滴谱分布,订正后的小雨滴浓度明显增加,大雨滴浓度略有减小,订正后浓度参数和斜率参数均增加,形状参数变化不明显。 展开更多
关键词 激光雨滴谱仪 测量误差 Atlas-Ulbrich修正曲线 雨滴谱分布
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基于CCD成像的侧向散射激光雷达几何标定方法 被引量:6
15
作者 麻晓敏 史博 +2 位作者 单会会 赵素贵 陶宗明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期80-84,共5页
通过分析CCD成像特点,设计了侧向散射激光雷达几何标定实验,得到CCD各像元的角宽度,并确定了CCD像元与散射光位置之间的对应关系.对两次实验中采集的回波信号进行标定,并分别与POM02进行相函数比对、与后向散射激光雷达进行探测信号比对... 通过分析CCD成像特点,设计了侧向散射激光雷达几何标定实验,得到CCD各像元的角宽度,并确定了CCD像元与散射光位置之间的对应关系.对两次实验中采集的回波信号进行标定,并分别与POM02进行相函数比对、与后向散射激光雷达进行探测信号比对,结果表明:相函数廓线和POM02测量结果相吻合;侧向散射激光雷达信号与后向散射雷达的距离修正信号在650m以上的变化趋势一致.侧向散射激光雷达弥补了后向散射激光雷达在近地面段不能探测气溶胶的不足,该标定方法可靠,为进一步利用侧向散射激光雷达研究近地面气溶胶的时空分布奠定了坚实的基础. 展开更多
关键词 大气散射 激光雷达 气溶胶 像元 电荷耦合器件
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塔克拉玛干沙漠地区气溶胶光学厚度卫星遥感产品验证 被引量:17
16
作者 吴序鹏 杨军 +2 位作者 车慧正 李晓静 夏祥鳌 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2012年第2期149-159,共11页
基于塔克拉玛干沙漠地区地基太阳光度计数据,系统验证2007~2008年星载多角度成像光谱仪(MISR)、中分辨率成像光谱仪(MODIS)和臭氧监测仪(OMI)气溶胶反演产品,旨在定量评估这些产品在我国沙漠地区的气溶胶光学厚度(AOD)反演精度。结果表... 基于塔克拉玛干沙漠地区地基太阳光度计数据,系统验证2007~2008年星载多角度成像光谱仪(MISR)、中分辨率成像光谱仪(MODIS)和臭氧监测仪(OMI)气溶胶反演产品,旨在定量评估这些产品在我国沙漠地区的气溶胶光学厚度(AOD)反演精度。结果表明:MODIS/AOD的相关系数在4种产品中最高(0.91),OMI/AOD次之(0.87),其次为MISR/AOD(0.84),OMI/UVAI相关系数偏低(0.51)。MISR/AOD均方根误差(0.14)和平均偏差(-0.06)在4种反演产品中最低。与地基观测相比,MISR/AOD、MODIS/AOD系统偏低,OMI/AOD、OMI/UVAI系统偏高。在相同比较条件下(地基观测气溶胶光学厚度值限定在2.0以内),MISR的均方根误差和平均偏差在4种反演产品中最低,且相关系数也较高(0.84)。尽管存在诸多不同,但3种探测器气溶胶反演产品均能较好地展示该地区的气溶胶季节变化。塔克拉玛干沙漠春、夏季AOD较大,秋、冬季AOD相对较小。ngstrm波长指数的结果表明,春季(3~5月)最小(均值为0.11),夏季(6~8月)次之,秋季(9~11月)和冬季(12月至次年2月)较大(均值达到0.61),这表明在春、夏季气溶胶粒子偏大,秋、冬季气溶胶粒子偏小。此外,通过研究2000~2010年AOD年际变化表明,由于塔克拉玛干沙漠地区属于沙尘源区,气溶胶类型较为单一,所以总体来说,变化趋势不是较为明显。从反演结果来看,2003年的气溶胶含量为此10年中最高,年均值达到0.32;2005年的气溶胶含量在这10年中最低,年均值为0.28。 展开更多
关键词 沙尘气溶胶 遥感 气溶胶光学厚度
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单波长发射五通道接收激光雷达系统研制 被引量:5
17
作者 陶宗明 单会会 +10 位作者 张辉 张连庆 王申浩 麻晓敏 周浦城 姚翎 薛模根 王邦新 谢晨波 刘东 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期127-133,共7页
后向散射激光雷达是探测大气气溶胶参数的有力工具,但它存在盲区和过渡区,且需要假设气溶胶的消光后向散射系数比来反演气溶胶的参数,这些限制了它的探测范围和精度。集侧向散射、后向散射和拉曼散射于一体的单波长发射五通道接收激光... 后向散射激光雷达是探测大气气溶胶参数的有力工具,但它存在盲区和过渡区,且需要假设气溶胶的消光后向散射系数比来反演气溶胶的参数,这些限制了它的探测范围和精度。集侧向散射、后向散射和拉曼散射于一体的单波长发射五通道接收激光雷达系统,克服了上述困难。该激光雷达可以探测气溶胶的退偏比廓线、水汽混合比廓线、后向散射系数廓线和消光系数廓线等。气溶胶后向散射系数和消光系数可从地面到对流层顶进行探测,气溶胶退偏比廓线可以在对流层内进行探测,水汽混合比廓线可以在边界层内进行探测。在硬件条件的基础上,分析了各通道的信噪比和探测结果的随机相对误差。实例探测表明:该激光雷达系统数据可靠,探测范围较广。该系统的建立,为进一步深入研究气溶胶消光系数、水汽时空分布以及它们之间相互关系奠定了坚实的实验基础。 展开更多
关键词 大气光学 大气散射 激光雷达 后向散射系数 水汽混合比 退偏比
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西北半干旱区激光雷达探测卷云几何特征和光学厚度 被引量:6
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作者 王瑾 张镭(指导) +6 位作者 王宏斌 刘瑞金 周碧 黄忠伟 闭建荣 张北斗 张武 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期66-72,共7页
为了研究中国西北半干旱区卷云几何特征和光学特性的时空分布特征,利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL,35°57′N,104°8′E)的微脉冲激光雷达(MPL-4B)探测卷云过程,分析讨论了卷云的结构、光学性质及其时间变化特征,结... 为了研究中国西北半干旱区卷云几何特征和光学特性的时空分布特征,利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL,35°57′N,104°8′E)的微脉冲激光雷达(MPL-4B)探测卷云过程,分析讨论了卷云的结构、光学性质及其时间变化特征,结果表明,卷云高度分布范围为7~10 km,卷云经历了薄-厚-薄的过程,平均厚度为(2.0±0.5)km。卷云环境温度在-51℃~-39℃范围之内。卷云的光学厚度在0.084~1.649之间,光学厚度随几何厚度的增加而增大,平均光学厚度为0.651±0.403。卷云激光雷达比为(17±17)sr。薄卷云的激光雷达比要比厚卷云的大。光学厚度小于0.3的光学薄卷云出现高度在8.6 km以上,环境温度低于-45℃,几何厚度小于1.8 km,雷达比分布在5~69 sr。 展开更多
关键词 遥感 几何和光学特征 透过率法 卷云
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基于光纤F-P滤波器全光纤水汽拉曼激光雷达系统的设计与分析 被引量:7
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作者 王玉峰 华灯鑫 +1 位作者 王红伟 狄慧鸽 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期103-109,共7页
提出并设计了一套基于光纤F-P滤波器的可见波长域全光纤水汽拉曼激光雷达系统,实现对大气水汽和气溶胶的精细探测。讨论了光纤F-P腔内损耗和腔镜反射率对F-P透射谱的细度、峰值透过率以及带宽的影响,得到腔内损耗在小于3%的情况下,光纤... 提出并设计了一套基于光纤F-P滤波器的可见波长域全光纤水汽拉曼激光雷达系统,实现对大气水汽和气溶胶的精细探测。讨论了光纤F-P腔内损耗和腔镜反射率对F-P透射谱的细度、峰值透过率以及带宽的影响,得到腔内损耗在小于3%的情况下,光纤F-P滤波器具有较高的峰值透过率(大于0.5)和较窄的谱线带宽(小于0.9 nm)。通过结合光纤带通滤波器和二级级联光纤F-P滤波器的参数设计,在三个独立的光通道中分别实现水汽拉曼信号(660 nm)、氮气拉曼信号(606 nm)和米瑞利信号(532 nm)的窄带宽、高透过率严格滤波,并获得对杂散光的高抑制率。通过系统仿真,对各散射信号强度分布、水汽廓线和探测信噪比进行了数值仿真计算,验证了系统方案的可行性。 展开更多
关键词 遥感 水汽 拉曼激光雷达 光纤F-P滤波器
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基于相干激光雷达气象多要素探测 被引量:5
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作者 罗雄 史悦 +5 位作者 范琪 尹微 彭涛 赵培娥 王柯 周鼎富 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期59-68,共10页
相干激光测风雷达具有体积小、探测效率高、信噪比强等特点,在气象、航空保障以及风电等行业得到了广泛的应用,但是目前雷达数据产品大多是利用回波多普勒频移信息反演的风场数据产品,未对雷达回波信号强度信息进行数据挖掘。针对当前... 相干激光测风雷达具有体积小、探测效率高、信噪比强等特点,在气象、航空保障以及风电等行业得到了广泛的应用,但是目前雷达数据产品大多是利用回波多普勒频移信息反演的风场数据产品,未对雷达回波信号强度信息进行数据挖掘。针对当前相干激光测风雷达数据产品开发不足的问题,介绍了一种新型基于相干探测的激光雷达数据产品生成技术,该技术在探测风场的同时,实现云高、消光系数及能见度等多种气象要素数据产品的生成。首先,通过分析回波信号特性,推导出雷达回波信号功率的计算方法,获取探测范围内各距离位置的回波信号强度信息。在此基础上,利用阈值法和微分零叉法反演出云底高度,同时采用改进型Klett算法实现大气消光系数的反演,继而实现能见度的测量。最后,与气象站能见度仪、激光云高仪以及532 nm气溶胶激光雷达进行数据对比验证试验,试验数据结果显示:云高对比精度可达5.0%,能见度对比精度可达12.2%,消光系数对比有较好的一致性,并可长期在多种气象环境下连续测量。 展开更多
关键词 激光雷达 气象探测 相干探测 消光系数 能见度 云高
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