微脉冲米散射激光雷达系统的产品化研发及实验观测研究 被引量：14

1

作者 闫庆 华灯鑫 +1 位作者 李仕春 艾宇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期123-128,共6页

采用模拟探测技术研发了具有三维扫描功能的微脉冲米散射激光雷达产品,用于高密度气溶胶聚集地区的大气气溶胶光学特性及云的精确探测。详细介绍了该系统的整体结构、系统控制和数据采集处理软件。利用该系统对西安地区气溶胶及城市边... 采用模拟探测技术研发了具有三维扫描功能的微脉冲米散射激光雷达产品,用于高密度气溶胶聚集地区的大气气溶胶光学特性及云的精确探测。详细介绍了该系统的整体结构、系统控制和数据采集处理软件。利用该系统对西安地区气溶胶及城市边界层特性进行观测研究,实验结果表明:在激光脉冲能量为50μJ,重复率1 kHz,望远镜接收孔径为254 mm,信号平均时间40s及距离分辨率为7.5 m的条件下,系统测量气溶胶的有效距离可达到白天3～5 km左右,夜晚15 km。系统可以为研究大气变化,特别是颗粒污染物的产生、传输和扩散的特性提供科学的测量数据。 展开更多

关键词 微脉冲米散射激光雷达 模拟探测 气溶胶 云 城市边界层 混合层厚度

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微脉冲激光雷达测量大气水平能见度 被引量：8

2

作者 孙兆滨 郭金家 +2 位作者 刘智深 马森 刘振 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期200-202,共3页

为了改进乃至革新大气能见度的探测技术,探索新型、快速、准确测量大气能见度的方法,采用自行研制的能见度微脉冲激光雷达,进行了水平大气能见度测量实验,并同已经商品化的能见度仪NQ-1进行了同步对比测量。实验结果表明,在水平能见度... 为了改进乃至革新大气能见度的探测技术,探索新型、快速、准确测量大气能见度的方法,采用自行研制的能见度微脉冲激光雷达,进行了水平大气能见度测量实验,并同已经商品化的能见度仪NQ-1进行了同步对比测量。实验结果表明,在水平能见度较差时,微脉冲激光雷达和能见度仪具有很高的相关性,相关系数达到了0.88;在水平能见度较好的时候,相关系数保持在0.73以上。说明能见度微脉冲激光雷达系统可以应用于大气能见度的探测。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 相关系数 消光系数 大气能见度 微脉冲激光雷达 能见度仪

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微脉冲激光雷达系统实验观测及应用 被引量：4

3

作者 杜立彬 王章军 +4 位作者 陈超 曲君乐 吕斌 刘杰 吴承璇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期84-88,共5页

针对大气气溶胶监测的迫切需要,研制完成了用于大气气溶胶和云的结构与光学特性研究的微脉冲激光雷达系统。主要介绍了该激光雷达系统的结构和主要技术参数,发射系统采用重复频率为2.5 kHz、单脉冲能量为6μJ的二极管泵浦Nd:YAG激光器,... 针对大气气溶胶监测的迫切需要,研制完成了用于大气气溶胶和云的结构与光学特性研究的微脉冲激光雷达系统。主要介绍了该激光雷达系统的结构和主要技术参数,发射系统采用重复频率为2.5 kHz、单脉冲能量为6μJ的二极管泵浦Nd:YAG激光器,接收系统采用20 cm口径的施密特-卡塞格林式望远镜、0.5 nm的窄带干涉滤光片及光子计数模式的光电倍增管。利用本系统对青岛地区对流层的大气气溶胶进行了观测,观测结果表明,该系统具备连续观测对流层大气气溶胶的能力,可以很好地反映气溶胶粒子的时间和空间分布特征。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 气溶胶 消光系数

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探测低空大气CO_2浓度分布的近红外微脉冲激光雷达 被引量：10

4

作者 洪光烈 张寅超 胡顺星 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期384-388,共5页

提出了用来探测大气CO2 分布、基于光纤 1.6um波长的微脉冲激光雷达 ,对其性能进行了数值模拟 .微脉冲激光雷达的发射机以半导体激光器加光纤放大器为核心 ,饱和输出功率 37dBm ;接收机采用了近红外光电倍增管和光子计数器 ,量子效率 1... 提出了用来探测大气CO2 分布、基于光纤 1.6um波长的微脉冲激光雷达 ,对其性能进行了数值模拟 .微脉冲激光雷达的发射机以半导体激光器加光纤放大器为核心 ,饱和输出功率 37dBm ;接收机采用了近红外光电倍增管和光子计数器 ,量子效率 1% ;一种偏正无关性纤维光学环形器作为发射 /接收转换器 ,分波 /合波器、隔离器、滤波器、耦合器都采用光纤器件 ,使系统更牢固 .该系统的特点是发射脉冲能量低 2 0uJ、重复频率高 2 0KHz、小型化 .(18× 10 6个脉冲累加 )它对近地面 4 .7Km高度内的探测信噪比在 10∶1以上 .光电倍增管的暗计数 2× 10 5/s限制了系统探测距离的增加 .吸收倍增分离的InGaAs/Si雪崩光电二极管将会改善雷达的性能 . 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 光纤器件 饱和输出功率 分波 合波 光电倍增管 发射机 累加 浓度分布 KH

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微脉冲激光雷达探测信号的数值模拟计算 被引量：18

5

作者 钟志庆 周军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期618-622,共5页

本文对微脉冲激光雷达探测的大气后向散射回波信号进行了数值模拟计算,计算结果得到了实验的验证。并就激光脉冲能量、发射的激光脉冲数、滤光片半宽度以及接收视场等系统参数对微脉冲激光雷达探测回波信号信噪比的影响进行了较为详细... 本文对微脉冲激光雷达探测的大气后向散射回波信号进行了数值模拟计算,计算结果得到了实验的验证。并就激光脉冲能量、发射的激光脉冲数、滤光片半宽度以及接收视场等系统参数对微脉冲激光雷达探测回波信号信噪比的影响进行了较为详细的分析和讨论。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 探测信号 数值模拟 气溶胶 消光系数 后向散射系数 信噪比

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遥感测云微脉冲激光雷达 被引量：4

6

作者 戴永江 蔡喜平 +1 位作者 陈湘君 陈志来 《红外与激光工程》 EI CSCD 2000年第6期1-5,共5页

文中介绍一种用于大气云层研究与气溶胶监测的结构紧凑、对人眼安全、高性能和高可靠性的新型全固态激光雷达———微脉冲激光雷达 (MPL) ,该雷达可长时间、实时和自动化工作 ,对人眼十分安全。它的性能在大气辐射测量 (ARM )项目中得... 文中介绍一种用于大气云层研究与气溶胶监测的结构紧凑、对人眼安全、高性能和高可靠性的新型全固态激光雷达———微脉冲激光雷达 (MPL) ,该雷达可长时间、实时和自动化工作 ,对人眼十分安全。它的性能在大气辐射测量 (ARM )项目中得到验证 ,并和UISALA云高计进行比较。证实了遥测云层时 ,在分辨率、成像能力、云层结构分析、抗干扰能力、小型化、多样化运载平台和成本上均优于微波气象雷达。作用距离已达 6 0km以上。三维测量能力和测量精度优于被动辐射计。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 遥感 云层 大气监测

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微脉冲差分吸收激光雷达CO_2探测性能研究 被引量：1

7

作者 蔡晓春 胡以华 +3 位作者 陶小红 胡桂兰 赵楠翔 雷武虎 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期515-517,共3页

为了研究差分吸收激光雷达低空CO2浓度探测效率,分析了探测系统的原理与信噪比,采用近红外微脉冲激光雷达进行了仿真实验,当激光脉冲能量为20μJ、重复频率为10kHz时,推算出信噪比、所需积累时间与探测距离的关系。在不考虑背景噪声情况... 为了研究差分吸收激光雷达低空CO2浓度探测效率,分析了探测系统的原理与信噪比,采用近红外微脉冲激光雷达进行了仿真实验,当激光脉冲能量为20μJ、重复频率为10kHz时,推算出信噪比、所需积累时间与探测距离的关系。在不考虑背景噪声情况下(夜间工作),可进行4.5km以下CO2气体浓度的探测;考虑背景噪声情况下(白天工作),只能探测2.4km以下的CO2气体浓度。结果表明,选择夜间探测和更好的探测器件可以提高探测距离。 展开更多

关键词 激光技术 差分吸收激光雷达 CO2浓度 微脉冲

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微脉冲激光雷达原理与管理系统软件设计

8

作者 黄晔 谭海波 +2 位作者 王辉 李晓风 吴路生 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期218-221,共4页

本文介绍了MPL型微脉冲激光雷达管理系统的设计,该系统具有动态获取激光雷达系统采集的大气时空数据信息,对数据进行分析,同时显示大气反演图、背景噪声图等功能.

关键词 微脉冲激光雷达 管理系统 背景噪声图 原理 数据处理

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微脉冲激光雷达对城市大气气溶胶污染过程相关的观测分析

9

作者 易连结 《中国新通信》 2014年第20期31-32,共2页

近年来,由于经济的快速发展,引起了人类生产活动的变化,同样也使得因人类活动引起的大气溶胶污染问题变得越来越明显,加之我国的气候特点,在春季受到沙尘气溶胶的影响,使大气环境问题变得越来越严重。通过微脉冲激光雷达探测器能对大气... 近年来,由于经济的快速发展,引起了人类生产活动的变化,同样也使得因人类活动引起的大气溶胶污染问题变得越来越明显,加之我国的气候特点,在春季受到沙尘气溶胶的影响,使大气环境问题变得越来越严重。通过微脉冲激光雷达探测器能对大气气溶胶的演变规律和垂直分布的特征进行很好地观测,从而为控制城市大气污染提供相应参考。 展开更多

关键词 微脉冲 激光雷达 城市大气 气溶胶

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水下微脉冲激光雷达单光子测距技术研究 被引量：7

10

作者 宣飞 辛欢 +1 位作者 曹昌东 眭晓林 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期983-985,共3页

在水下测距中,回波强度不足以在探测器输出端形成完整的回波波形。本文提出运用微脉冲激光雷达体制,对于单光子进行探测,利用Poission分布概率检测原理可检测出回波出现的位置,并结合水下测距系统进行一系列仿真计算和实验,收到良好效果... 在水下测距中,回波强度不足以在探测器输出端形成完整的回波波形。本文提出运用微脉冲激光雷达体制,对于单光子进行探测,利用Poission分布概率检测原理可检测出回波出现的位置,并结合水下测距系统进行一系列仿真计算和实验,收到良好效果,研究有助于大幅提高激光水下测距雷达的测距能力。 展开更多

关键词 水下激光测距 单光子探测 微脉冲激光雷达

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近红外激光云高仪与微脉冲激光雷达比对分析 被引量：1

11

作者 白志娜 阿来依.艾丁 +1 位作者 李若楠 刘婷 《现代农业科技》 2015年第9期251-252,255,共3页

云在气象领域扮演着重要的角色,因此准确测量云高有助于分析天气系统未来的变化,为气象等领域提供依据。为了比较CL51激光云高仪和微脉冲激光雷达(MPL)这2个云高仪的性能,对位于南京信息工程大学的2台仪器2012年9—11月这3个月的数据进... 云在气象领域扮演着重要的角色,因此准确测量云高有助于分析天气系统未来的变化,为气象等领域提供依据。为了比较CL51激光云高仪和微脉冲激光雷达(MPL)这2个云高仪的性能,对位于南京信息工程大学的2台仪器2012年9—11月这3个月的数据进行分析,得出如下结论:CL51和MPL第一层云底高度的相关性很高,相关系数为0.89;CL51的所有数据平均高度为3.879 km,MPL的所有数据平均高度为3.587 km,说明这2台仪器的一致性很高。 展开更多

关键词 云高 CL51云高仪 微脉冲激光雷达(mpl) 探测

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基于盖革模式APD阵列的单脉冲3D激光雷达原理和技术 被引量：10

12

作者 李琦 迟欣 王骐 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1116-1119,共4页

利用激光单脉冲构成一幅完整三维图像的小型化激光雷达,是激光成像雷达的一个重要研究方向,它可以实现像人眼一样实时成三维立体像。美国麻省理工学院林肯实验室持续研究此类可见光波段激光雷达,随后Raytheon研发了近红外波段的激光雷... 利用激光单脉冲构成一幅完整三维图像的小型化激光雷达,是激光成像雷达的一个重要研究方向,它可以实现像人眼一样实时成三维立体像。美国麻省理工学院林肯实验室持续研究此类可见光波段激光雷达,随后Raytheon研发了近红外波段的激光雷达。文章在介绍此类雷达基本原理的基础上,重点介绍了林肯实验室研制的第三代激光雷达,最后分析了此类激光雷达关键技术的发展情况。 展开更多

关键词 激光雷达 单脉冲三维图像 雪崩光电二极管阵列 微片激光器

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基于1064nm米散射激光雷达的大气消光特性的研究 被引量：15

13

作者 杨昭 李强 孙东松 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期170-173,共4页

介绍了一台自行研制的1064nm微脉冲米散射激光雷达的总体结构、技术参数及其工作原理。给出了具体探测的实验结果,推算出系统的几何重叠因子,根据激光雷达方程的反演方法,得出了大气气溶胶消光系数随高度变化的垂直分布廓线图。该激光... 介绍了一台自行研制的1064nm微脉冲米散射激光雷达的总体结构、技术参数及其工作原理。给出了具体探测的实验结果,推算出系统的几何重叠因子,根据激光雷达方程的反演方法,得出了大气气溶胶消光系数随高度变化的垂直分布廓线图。该激光雷达系统在夜晚的探测高度可达5km左右。通过激光雷达系统的日夜连续监测,可得到消光系数随高度及时间变化的三维分布图,对于进一步研究大气气溶胶的浓度、分布、散射及吸收特性都具有重要的意义。 展开更多

关键词 激光技术 微脉冲激光雷达 气溶胶 反演法 消光系数

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毫米波雷达和激光雷达探测云边界的对比分析 被引量：10

14

作者 宗蓉 郭伟 仲凌志 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期171-177,共7页

为了探测云边界,采用毫米波雷达(MMCR)和微脉冲激光雷达(MPL)联合观测的方法,观测了层积云、高层云、高积云和卷积云个例,并对比分析了两部雷达探测到的云边界的差异。结果表明,通常MPL探测的云底高度高于MMCR;其中在高层云个例中,二者... 为了探测云边界,采用毫米波雷达(MMCR)和微脉冲激光雷达(MPL)联合观测的方法,观测了层积云、高层云、高积云和卷积云个例,并对比分析了两部雷达探测到的云边界的差异。结果表明,通常MPL探测的云底高度高于MMCR;其中在高层云个例中,二者相差最大,其它个例中,差别较小;云粒子对毫米波电磁波和激光光束的散射机制的不同以及两个设备判定云边界方法的不同是差异产生的主要原因。对于云顶的小粒子和云内的小冰晶,MPL的探测能力强于MMCR;但对于发展深、厚的云层,MPL会因衰减的影响探测不到真实的云顶,而MMCR可以探测到完整的云层。 展开更多

关键词 遥感 毫米波雷达 微脉冲激光雷达 云边界

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基于激光雷达和毫米波云雷达的卷云特性分析 被引量：4

15

作者 卜令兵 覃艳秋 +2 位作者 吴放 刘新波 黄兴友 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期297-302,共6页

使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测... 使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测卷云的必要性。在此基础上，对观测期间寿县上空的卷云个例进行统计分析，结果显示：卷云过程的平均云底高度分布在5～10km，其中6～7km范围所占的频率最大；平均云厚的分布范围为0．25～5km，其中90．8％分布在0．5～2．5km；卷云过程持续时间总体上随着持续时间的增大呈减少的趋势，持续时间最长为35．5h，平均为3．6h，持续时间小于5h的卷云过程占82．5％。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 毫米波雷达 卷云 宏观物理特性

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基于车载激光雷达走航观测的石家庄及周边地区气溶胶空间分布特征 被引量：2

16

作者 何秦 郑硕 +2 位作者 秦凯(指导) 胡明玉 张亦舒 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期229-235,共7页

运用微脉冲激光雷达对气溶胶的垂直分布特征进行遥感观测逐渐普及,但传统观测往往局限于固定站点,无法反映区域内气溶胶整体分布情况。该研究以石家庄市为中心,运用车载便携式激光雷达对城市内部及其周边区域开展大气环境立体走航观测,... 运用微脉冲激光雷达对气溶胶的垂直分布特征进行遥感观测逐渐普及,但传统观测往往局限于固定站点,无法反映区域内气溶胶整体分布情况。该研究以石家庄市为中心,运用车载便携式激光雷达对城市内部及其周边区域开展大气环境立体走航观测,绘制出气溶胶三维空间分布信息。结果表明:(1)该地区大气污染受地形影响,西侧太行山阻断了汾河盆地的气溶胶输送,气溶胶于太行山东麓的山前低地汇聚,向东至广阔的平原扩散开;(2)石家庄东北至南部形成气溶胶汇聚区,其聚集程度由东北向南逐渐增强,此外太行山与燕山走向的西北部分的清洁区与污染汇聚区有明显分界;(3)石家庄市区外环线的气溶胶垂直扩散能力强、颗粒物不规则度较高,可能存在多源混合,市区气溶胶聚集高度的空间方位差异可能由污染源分布的不均衡所致。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 气溶胶 走航观测 石家庄

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基于Fernald方法532nm激光雷达气溶胶探测试验 被引量：2

17

作者 柳云雷 李华 +1 位作者 陈玉宝 高玉春 《电子设计工程》 2014年第16期88-90,共3页

大气气溶胶浓度变化和迁移输送直接影响到人们的健康和生存环境,同时对许多大气物理过程都产生重要影响。基于对连续探测不同高度上气溶胶的分布,且时间和空间分辨率相对较高,以及观察大气气溶胶对流层的细化结构和变化过程的目的,研制... 大气气溶胶浓度变化和迁移输送直接影响到人们的健康和生存环境,同时对许多大气物理过程都产生重要影响。基于对连续探测不同高度上气溶胶的分布,且时间和空间分辨率相对较高,以及观察大气气溶胶对流层的细化结构和变化过程的目的,研制一台532nm小型微脉冲米散射激光雷达,于2013年4月1日夜间进行观测实验获取数据,后期利用Fernald方法对探测数据进行反演分析,观测到北京夜间气溶胶的变化过程。 展开更多

关键词 米散射 气溶胶 微脉冲 激光雷达 Fernald

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MPL探测气溶胶误差的数值模拟计算研究 被引量：7

18

作者 钟志庆 周军 +1 位作者 孙东松 迟如利 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期232-234,240,共4页

微脉冲激光雷达(m icropu lse lidar,MPL)是一种新型的激光雷达系统。通过对其探测的大气气溶胶后向散射比和后向散射系数进行误差的数值模拟计算,分析了误差源及其不确定性,给出了误差数值模拟计算的方法。较为详细地分析和讨论了各误... 微脉冲激光雷达(m icropu lse lidar,MPL)是一种新型的激光雷达系统。通过对其探测的大气气溶胶后向散射比和后向散射系数进行误差的数值模拟计算,分析了误差源及其不确定性,给出了误差数值模拟计算的方法。较为详细地分析和讨论了各误差源对大气气溶胶后向散射比和后向散射系数的影响,为进一步提高微脉冲激光雷达的测量精度提供了可靠的理论依据。 展开更多

关键词 散射 微脉冲激光雷达 气溶胶 后向散射系数 不确定性

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MPL反演南京北郊气溶胶光学厚度准确度的研究 被引量：6

19

作者 石玉立 杨丰恺 曹念文 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期372-376,共5页

微脉冲激光雷达是探测气溶胶的有效工具。为了验证探测的准确度,对一台微脉冲激光雷达观测数据采用Fernald算法进行反演,得到了南京北郊上空的气溶胶光学厚度,并将反演结果同太阳光度计观测数据、喇曼-瑞利-米雷达观测数据和中分辨率成... 微脉冲激光雷达是探测气溶胶的有效工具。为了验证探测的准确度,对一台微脉冲激光雷达观测数据采用Fernald算法进行反演,得到了南京北郊上空的气溶胶光学厚度,并将反演结果同太阳光度计观测数据、喇曼-瑞利-米雷达观测数据和中分辨率成像光谱仪的标准气溶胶产品进行了比较。结果表明,它们之间具有一定相关性。微脉冲激光雷达是反演气溶胶光学厚度的有效手段,可以用于其它观测手段的地面验证。 展开更多

关键词 大气光学 微脉冲激光雷达 气溶胶光学厚度 南京北郊

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南宁地区秋季一次连续灰霾过程的污染特征及成因分析 被引量：6

20

作者 莫招育 陈志明 +7 位作者 黄炯丽 周斌 施禅臻 刘慧琳 毛敬英 魏艳红 梁桂云 唐丽 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期540-548,共9页

以南宁市秋季某次连续灰霾过程为例,利用单站地面激光雷达数据,结合地面气溶胶观测数据、气象资料和HYSPLIT轨迹模式分析此次灰霾的边界层高度、气溶胶垂直分布特征及成因。南宁市此次灰霾过程PM2.5日均浓度值连续9天超标。灰霾持续期间... 以南宁市秋季某次连续灰霾过程为例,利用单站地面激光雷达数据,结合地面气溶胶观测数据、气象资料和HYSPLIT轨迹模式分析此次灰霾的边界层高度、气溶胶垂直分布特征及成因。南宁市此次灰霾过程PM2.5日均浓度值连续9天超标。灰霾持续期间,边界层高度波动范围0.4～0.8km,不利于污染物的扩散。地面监测的颗粒物浓度与激光雷达反演的边界层高度呈负相关关系,12：00—17：00时段内,地面PM2.5与边界层高度相关系数r=-0.671,激光雷达反演的边界层高度较好地反映了颗粒物的扩散条件。PM2.5浓度与近地面消光系数呈正相关关系,12：00—17：00时段PM2.5浓度与近地面消光系数相关系数r=0.986,说明激光雷达所反演的消光系数可以较好地反映PM2.5污染程度。此次连续灰霾期间最强消光系数出现在下午14：00,为0.7km-1,高度在2.0km左右;其次是中午12：00,为0.4km-1,高度在1.0～1.2km;消光系数较弱的时段为下午16：00,峰值约为0.25km-1,高度在1.5～2.0km。结合气象条件和HYSPLIT轨迹模式分析,南宁市此次连续灰霾天气是由区域传输叠加本地污染源排放,加上不良的气象条件共同影响造成的。 展开更多

关键词 灰霾 微脉冲激光雷达 污染特征 成因

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