中层顶准单色重力波特性的钠荧光多普勒激光雷达观测分析 被引量：1

1

作者 王博 胡雄 +4 位作者 闫召爱 肖存英 郭商勇 程永强 郭文杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期25-32,共8页

利用2011~2013年期间60h的钠荧光多普勒激光雷达温度和风场数据,采用矢端曲线法提取廊坊上空85~95 km中层顶区域准单色惯性重力波的所有参量,并统计准单色大气重力波的活动特性。获得的85次准单色重力波事件中,上传(下传)重力波64次(21... 利用2011~2013年期间60h的钠荧光多普勒激光雷达温度和风场数据,采用矢端曲线法提取廊坊上空85~95 km中层顶区域准单色惯性重力波的所有参量,并统计准单色大气重力波的活动特性。获得的85次准单色重力波事件中,上传(下传)重力波64次(21次),占总数的75.29%(24.71%)。垂直波长(水平波长)和观测周期平均值分别为6.6km(727.8km)和7.4h,分别集中在6~9km(200~800km)和2~7 h,固有周期平均值为7.76 h,主要集中在3~9 h,水平传播方向分布比较均匀,没有占主导的传播方向。对于上传重力波,水平背景风在大气重力波水平传播方向上的分量取正值和取负值的概率大致相等,但对于下传重力波,该风场分量取正值的概率大约是取负值的2倍,说明观测到的下传大气重力波在中层顶区域多为顺风传播。 展开更多

关键词 钠荧光多普勒激光雷达 中层顶 准单色惯性重力波 固有周期 传播方向

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星载钠荧光多普勒激光雷达性能分析 被引量：1

2

作者 闫召爱 胡雄 +3 位作者 郭商勇 程永强 郭文杰 潘艺升 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第1期99-106,共8页

星载钠荧光多普勒激光雷达可以用来测量全球的中间层顶及低热层区域的大气风场、温度及钠原子数密度等。为了从理论上分析星载钠荧光多普勒激光雷达的可行性,该文依据激光雷达方程,对星载钠荧光多普勒激光雷达的回波信号强度以及大气参... 星载钠荧光多普勒激光雷达可以用来测量全球的中间层顶及低热层区域的大气风场、温度及钠原子数密度等。为了从理论上分析星载钠荧光多普勒激光雷达的可行性,该文依据激光雷达方程,对星载钠荧光多普勒激光雷达的回波信号强度以及大气参数测量精度进行仿真计算。分析结果显示在使用400 km轨道高度,30.0°观测角度,9.0 W激光发射功率,1.0 m接收望远镜口径,2.0 km垂直距离分辨率,30.0 s信号累积时间情况下,可获得0.8 m/s视线风速测量精度,1.5 m/s水平风速测量精度和2.5 K温度测量精度。 展开更多

关键词 激光雷达 中高层大气 多普勒 钠荧光

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中国南极中山站完成钠荧光多普勒激光雷达安装 被引量：3

3

作者 黄文涛 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期228-230,共3页

当地时间2019年2月2号晚间,南极中山站还是极昼,中国第35次南极科学考察激光雷达安装项目进行了首次天空测试,于22时许获得原始回波信号。至此,安装工作取得重要进展。自2018年11月2日由上海启程,到2019年2月21日完成第一次业务化观测... 当地时间2019年2月2号晚间,南极中山站还是极昼,中国第35次南极科学考察激光雷达安装项目进行了首次天空测试,于22时许获得原始回波信号。至此,安装工作取得重要进展。自2018年11月2日由上海启程,到2019年2月21日完成第一次业务化观测试验。 展开更多

关键词 多普勒激光雷达 南极中山站 安装项目 中国 荧光 观测试验 科学考察 回波信号

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钠多普勒激光雷达大气参数反演方法 被引量：13

4

作者 徐丽 胡雄 +2 位作者 闫召爱 程永强 郭商勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期140-143,159,共5页

钠多普勒激光雷达以75～110km大气层中的Na原子为示踪物,由接收到的共振荧光散射回波光子数反演该高度范围内大气温度、风场及钠原子数密度廓线。研究钠激光雷达大气风场和温度反演的方法,分析激光雷达光子计数中的脉冲堆积效应和钠层... 钠多普勒激光雷达以75～110km大气层中的Na原子为示踪物,由接收到的共振荧光散射回波光子数反演该高度范围内大气温度、风场及钠原子数密度廓线。研究钠激光雷达大气风场和温度反演的方法,分析激光雷达光子计数中的脉冲堆积效应和钠层吸收对反演结果的影响,并提出改正方法。将该方法用于美国伊利诺斯大学激光雷达实测数据的反演,反演结果与该大学的结果相符合,验证了反演方法的正确性。最后对测量数据进行了误差分析,给出噪声光子数引起的误差剖面及实验测量精度。 展开更多

关键词 钠多普勒激光雷达 大气参数反演 回波光子数 误差分析

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钠多普勒激光雷达回波光子数仿真及大气参数反演 被引量：12

5

作者 徐丽 胡雄 +3 位作者 程永强 郭商勇 闫召爱 Xinzhao Chu 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1520-1528,共9页

钠多普勒激光雷达利用中层顶区域的钠原子作为示踪物,探测中层顶区域大气风场和温度剖面.本文主要分析钠多普勒激光雷达的探测原理和大气参数反演算法.利用MSISE和HWM93等大气模型给出背景大气温度、密度及风场,并给定钠原子数密度剖面... 钠多普勒激光雷达利用中层顶区域的钠原子作为示踪物,探测中层顶区域大气风场和温度剖面.本文主要分析钠多普勒激光雷达的探测原理和大气参数反演算法.利用MSISE和HWM93等大气模型给出背景大气温度、密度及风场,并给定钠原子数密度剖面,从激光雷达方程出发,模拟计算了激光雷达的瑞利散射和钠共振荧光散射回波光子数.利用模拟的回波光子数剖面数据,反演得到大气温度、视线风速和钠原子数密度剖面,反演结果与模拟计算用的背景参数符合很好,验证了这一反演方法的正确性.分析了激光频率偏移和激光线宽变化对反演精度的影响. 展开更多

关键词 钠多普勒激光雷达 回波光子数 温度和风场反演

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铁共振荧光多普勒激光雷达光源的频率稳定性研究

6

作者 李乘 吴德成 +6 位作者 刘爽 邓迁 秘国江 王邦新 王珍珠 刘东 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期65-72,共8页

种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡... 种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡洛方法,仿真了振荡级输出1116 nm脉冲光的频率稳定性(均方根)应小于1 MHz;对改进型Ramp-Fire种子注入技术进行了详细介绍,并在振荡级光路中采用了该技术;通过激光拍频实验,测量得出1116 nm脉冲光在10 min内的频率稳定性的均方根为543.24 kHz,其结果满足指标要求,可将频率抖动和频率漂移引起的系统误差减少至0.51 K和0.61 m/s。文中所做工作为铁共振荧光多普勒激光雷达实现大气温度和径向风速的高精度测量提供了必要保障。 展开更多

关键词 铁共振荧光多普勒激光雷达 频率稳定性 蒙特卡洛方法 种子注入技术 激光拍频

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中间层顶重力波耗散引起钠原子输送的激光雷达观测研究 被引量：4

7

作者 巴金 胡雄 +2 位作者 闫召爱 郭商勇 程永强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期499-506,共8页

利用中国科学院国家空间科学中心廊坊站(40.0°N,116.3°E)钠荧光多普勒激光雷达2011年至2013年共约82 h的钠原子数密度和垂直风观测数据,分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送特征.分析得到,90~100km处... 利用中国科学院国家空间科学中心廊坊站(40.0°N,116.3°E)钠荧光多普勒激光雷达2011年至2013年共约82 h的钠原子数密度和垂直风观测数据,分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送特征.分析得到,90~100km处重力波耗散引起的平均钠原子垂直通量整体为负,钠原子向下输送,在93 km处达到最大负值-1.47×10~8m^(-3)m·s^(-1),85~90km处平均钠原子垂直通量为正,钠原子向上输送,但通量值随高度递减.钠原子垂直通量方向在90km处发生转变,垂直通量随高度的变化造成钠原子汇聚,汇聚效应引起的平均钠原子产生率最大值在91km处达到了1.40×10~8m^(-3)/h,该值超过了相同高度上模式计算流星烧蚀注入引起的钠原子产生率峰值,说明重力波耗散对钠层结构的形成具有重要影响.与美国SOR和Maui观测结果相比,平均钠原子产生率峰值大小相近,但出现高度不同,说明大气重力波耗散引起的物质输送具有显著的地域变化特征.研究结果可为大气物质输送理论的完善以及大气金属层物理模式的改进提供观测事实参考. 展开更多

关键词 钠荧光多普勒激光雷达 大气重力波耗散 钠层结构 钠原子垂直通量 钠原子产生率

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可重部署钠激光雷达接收系统减震设计 被引量：1

8

作者 程永强 胡雄 +3 位作者 闫召爱 郭商勇 孙逸桥 张旭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第B05期92-97,共6页

为了防止中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达在可重新部署运输过程中震动对激光雷达系统的不良影响,保证系统测量的稳定性和精度,文中主要对钠激光雷达接收系统进行了减震设计。... 为了防止中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达在可重新部署运输过程中震动对激光雷达系统的不良影响,保证系统测量的稳定性和精度,文中主要对钠激光雷达接收系统进行了减震设计。首先选用了空气悬挂车载底盘和对望远镜的主镜运输以及望远镜安装运输平台等进行了三级减震设计,通过仿真模拟表明通过减震设计的望远镜安装运输平台冲击位移小于望远镜的主镜运输减震设计要求;其次通过跑车实验表明通过减震设计主镜室的最大振动加速度满足望远镜运输条件设计输入要求;最后通过钠荧光多普勒激光雷达系统的观测实验进一步验证了在长途运输中减震设计的可靠性。 展开更多

关键词 钠荧光多普勒激光雷达 接收系统 减震设计 可重部署

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用激光雷达探测合肥高空钠层的变化 被引量：8

9

作者 刘小勤 胡顺星 +3 位作者 李琛 胡欢陵 张寅超 薛向辉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1944-1948,共5页

介绍了自行设计的钠共振荧光激光雷达系统,并对钠层密度、钠层柱密度、中心高度及均方根宽度进行了计算和分析。计算结果表明:从2005年12月到2006年3月合肥上空钠层变化显著,钠层柱密度从12月平均值5.4×109cm-2变化到3月平均值2.4&... 介绍了自行设计的钠共振荧光激光雷达系统,并对钠层密度、钠层柱密度、中心高度及均方根宽度进行了计算和分析。计算结果表明:从2005年12月到2006年3月合肥上空钠层变化显著,钠层柱密度从12月平均值5.4×109cm-2变化到3月平均值2.4×109cm-2,下降了50%以上。均方根宽度也下降,中心高度略有波动。合肥钠层的变化趋势与中纬度其它地区具有可比性。 展开更多

关键词 激光雷达 共振荧光 钠密度 柱密度

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一台监测高空钠层的激光雷达系统 被引量：4

10

作者 刘小勤 胡顺星 +3 位作者 李琛 胡欢陵 张寅超 窦贤康 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1-4,14,共5页

介绍了一台监测高空钠层的激光雷达,通过共振荧光方法探测80～110km高度的钠层密度。雷达系统使用直径为1m的大口径接收望远镜,由Nd:YAG激光器泵浦染料激光器,波长589nm,脉冲激光能量77mJ。文中详细介绍了系统结构及光束自动调整、波长... 介绍了一台监测高空钠层的激光雷达,通过共振荧光方法探测80～110km高度的钠层密度。雷达系统使用直径为1m的大口径接收望远镜,由Nd:YAG激光器泵浦染料激光器,波长589nm,脉冲激光能量77mJ。文中详细介绍了系统结构及光束自动调整、波长校正等系统特征技术,最后给出系统实测结果并分析。 展开更多

关键词 激光雷达 共振荧光 钠密度 大气探测

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基于钠激光雷达观测数据的中间层顶大气温度分布特性研究 被引量：3

11

作者 郭商勇 胡雄 +2 位作者 闫召爱 程永强 涂翠 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期913-918,共6页

作为中间层和热层的边界层,中间层顶存在多种能量交换方式,是大气能量耦合的重要区域。本文利用部署于中国科学院廊坊临近空间大气探测站的钠荧光多普勒激光雷达2013年的观测数据,研究了廊坊上空中间层顶区域大气温度的年度和季节分布特... 作为中间层和热层的边界层,中间层顶存在多种能量交换方式,是大气能量耦合的重要区域。本文利用部署于中国科学院廊坊临近空间大气探测站的钠荧光多普勒激光雷达2013年的观测数据,研究了廊坊上空中间层顶区域大气温度的年度和季节分布特性,并分析了影响温度分布的多种因素。年平均温度廓线图显示,中间层顶位于约97.5 km高度处,温度约191.2 K。受放热化学反应的影响,年平均温度廓线91 km高度处出现了一个198 K的相对温度高点。中间层顶区域大气温度的季节分布受太阳辐射和大气动力学因素综合影响,夏季在大气动力学影响下,中间层顶高度较低,位于88 km高度处,温度也较低,约177 K;冬季太阳辐射起主导作用,中间层顶位于99 km高度处,温度为181 K。通过拟合月平均温度分析了中间层顶区域大气温度年变化和半年变化的振幅和相位特征。结果显示,中间层顶区域上部温度分布主要受太阳辐射的影响;在中间层顶区域下部,大气波动主导了温度分布。 展开更多

关键词 激光光学 钠荧光激光雷达 大气温度 中间层顶

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基于激光雷达实测和动力学仿真方法研究中间层顶垂直风扰动特性 被引量：5

12

作者 巴金 闫召爱 +3 位作者 胡雄 郭商勇 郭文杰 程永强 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期554-563,共10页

利用中国廊坊台站钠荧光多普勒激光雷达82h垂直风和水平风观测数据,统计得到中间层顶区域中存在10 m·s^(-1)量级的垂直风扰动和纬向风扰动,其中垂直风扰动远远超过平均风速为-0.015 m·s^(-1)的背景垂直风速.根据三维准单色重... 利用中国廊坊台站钠荧光多普勒激光雷达82h垂直风和水平风观测数据,统计得到中间层顶区域中存在10 m·s^(-1)量级的垂直风扰动和纬向风扰动,其中垂直风扰动远远超过平均风速为-0.015 m·s^(-1)的背景垂直风速.根据三维准单色重力波的极化关系和色散关系,对高中低三种频率重力波产生的垂直风扰动进行仿真,结果显示在满足短周期、大纬向风扰动条件下,高频重力波能够产生最大10m·s^(-1)量级的垂直风扰动,中频重力波能够产生10 m·s^(-1)以内的垂直风扰动,低频重力波能产生1m·s^(-1)以内的垂直风扰动.理论条件下准单色重力波能够产生10m·s^(-1)量级的垂直风扰动,钠激光雷达观测到的最大10m·s^(-1)量级的垂直风扰动真实存在.研究结果可对高层大气垂直风场探测、垂直风场模拟和重力波参数化提供依据. 展开更多

关键词 钠荧光激光雷达 准单色重力波 极化和色散关系 背景垂直风 垂直风扰动

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大气重力波引起的偶发钠层研究 被引量：2

13

作者 程永强 胡雄 +2 位作者 闫召爱 郭商勇 王博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期93-98,共6页

利用了中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的探测数据对廊坊上空大气重力波引起的偶发钠层(SSL)进行了研究。首先从大气重力波方程出发,计算分析了大气水平风剪切和垂... 利用了中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的探测数据对廊坊上空大气重力波引起的偶发钠层(SSL)进行了研究。首先从大气重力波方程出发,计算分析了大气水平风剪切和垂直风场之间的相位关系;其次利用了钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的实测数据对大气重力波引起的偶发钠层进行了分析研究;经研究分析可知,由于大气重力波引起强的水平风切变和垂直风场风向反转的共同作用,其堆积效应使得钠原子密度增强,形成了偶发钠层。 展开更多

关键词 钠荧光多普勒激光雷达 流星雷达 大气重力波 偶发钠层

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《量子电子学报》2013年(第30卷)总目次

14

《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期759-765,共7页

关键词 测风激光雷达 拉曼激光雷达 星载激光雷达 量子电子学报 多普勒激光雷达 钠激光雷达 程学武 目次

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