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相干测风激光雷达对城市风场典型过程分析
1
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。
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关键词
激光雷达
相干测风
风场比对
城市风场
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职称材料
全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达系统设计及应用
被引量：
1
2
作者
庄鹏
谢晨波
+2 位作者
康宝荣
刘建明
夏小维
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期118-128,共11页
介绍了全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达的工作原理、系统设计与多种场景应用分析。红外探测气溶胶激光雷达具有大气穿透性强,受天空背景光影响小、对大粒子敏感等特点,在大气气溶胶污染时空分布特征获取、水平能见度监测和垂...
介绍了全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达的工作原理、系统设计与多种场景应用分析。红外探测气溶胶激光雷达具有大气穿透性强,受天空背景光影响小、对大粒子敏感等特点,在大气气溶胶污染时空分布特征获取、水平能见度监测和垂直边界层监测的应用上取得较好的效果。系统水平扫描可获取大区域颗粒物分布图,及时发现污染源并联合近地面风速风向、颗粒物和一氧化碳浓度等数据评估污染源影响程度,同时能够准确地反演水平能见度,与标准能见度仪比对相对误差均小于20%。激光雷达反演边界层高度采用消光系数梯度法,实验结果与探空气球反演绝对偏差为200 m,能够准确反演边界层高度。该系统能够实时精确地捕获大气气溶胶分布与传输情况,准确反演水平能见度、边界层高度等信息,在大气监测领域具有广泛的应用场景。
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关键词
红外气溶胶激光雷达
颗粒物分布
能见度
边界层
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职称材料
大气臭氧探测激光雷达研制及其案例分析
3
作者
赵宝义
庄鹏
+1 位作者
康宝荣
谢晨波
《科技创新与应用》
2024年第32期27-30,共4页
该文研制一款基于差分吸收原理的臭氧激光雷达,由激光发射系统、光学接收系统、数据采集与处理系统组成,响应灵敏,分辨率高,能够实时获得对流层3 km高度臭氧浓度和消光系数的垂直分布特征,在大气环境监测以及环境保护决策支持等方面具...
该文研制一款基于差分吸收原理的臭氧激光雷达,由激光发射系统、光学接收系统、数据采集与处理系统组成,响应灵敏,分辨率高,能够实时获得对流层3 km高度臭氧浓度和消光系数的垂直分布特征,在大气环境监测以及环境保护决策支持等方面具有重要价值。结果显示,臭氧浓度在2 km以下存在明显的垂直分布和日变化特征,其中午间浓度高值分布高度在0.5 km以下和1.4~1.8 km之间,夜间存在臭氧残留分布高度在0.4~1.1 km。低空臭氧浓度日变化趋势与地面站点一致,夜间臭氧消耗程度弱存在残留。
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关键词
臭氧探测激光雷达
技术原理
系统研制
监测结果分析
案例分析
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职称材料
题名
相干测风激光雷达对城市风场典型过程分析
1
作者
董保华
夏小维
庄鹏
谢晨波
周月凌
孔现涛
罗红艳
机构
江西省气候中心
南昌国家气候观象台
巢湖学院机械工程学院
安徽蓝科信息科技有限公司
中国科学院
安徽
光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室
深圳市国家气候观象台
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第1期90-107,共18页
基金
江西省气象局重点项目(JX2022Z08)
南昌国家气候观象台专项(JX2023Z09)
+1 种基金
江淮基金项目(2208085UQ03)
中国气象局“气候生态产品价值实现研究”青年创新团队项目(CMA2024QN15)。
文摘
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。
关键词
激光雷达
相干测风
风场比对
城市风场
Keywords
lidar
coherent wind measurement
wind field comparison
urban wind farms
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
P407.5 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达系统设计及应用
被引量：
1
2
作者
庄鹏
谢晨波
康宝荣
刘建明
夏小维
机构
铜陵学院电气工程学院
安徽蓝科信息科技有限公司
中国科学院
安徽
光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室
巢湖学院机械工程学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期118-128,共11页
基金
安徽省自然科学基金项目(2208085UQ03)
中国科学院合肥大科中心协同创新培育基金项目(2022HSC-CIP025)
巢湖学院人才项目(KYQD-2023056)。
文摘
介绍了全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达的工作原理、系统设计与多种场景应用分析。红外探测气溶胶激光雷达具有大气穿透性强,受天空背景光影响小、对大粒子敏感等特点,在大气气溶胶污染时空分布特征获取、水平能见度监测和垂直边界层监测的应用上取得较好的效果。系统水平扫描可获取大区域颗粒物分布图,及时发现污染源并联合近地面风速风向、颗粒物和一氧化碳浓度等数据评估污染源影响程度,同时能够准确地反演水平能见度,与标准能见度仪比对相对误差均小于20%。激光雷达反演边界层高度采用消光系数梯度法,实验结果与探空气球反演绝对偏差为200 m,能够准确反演边界层高度。该系统能够实时精确地捕获大气气溶胶分布与传输情况,准确反演水平能见度、边界层高度等信息,在大气监测领域具有广泛的应用场景。
关键词
红外气溶胶激光雷达
颗粒物分布
能见度
边界层
Keywords
infrared aerosol lidar
particulate matter distribution
visibility
boundary layer
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
大气臭氧探测激光雷达研制及其案例分析
3
作者
赵宝义
庄鹏
康宝荣
谢晨波
机构
安徽
省气象局大气探测技术保障中心
安徽蓝科信息科技有限公司
中国科学院
安徽
光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室
出处
《科技创新与应用》
2024年第32期27-30,共4页
文摘
该文研制一款基于差分吸收原理的臭氧激光雷达,由激光发射系统、光学接收系统、数据采集与处理系统组成,响应灵敏,分辨率高,能够实时获得对流层3 km高度臭氧浓度和消光系数的垂直分布特征,在大气环境监测以及环境保护决策支持等方面具有重要价值。结果显示,臭氧浓度在2 km以下存在明显的垂直分布和日变化特征,其中午间浓度高值分布高度在0.5 km以下和1.4~1.8 km之间,夜间存在臭氧残留分布高度在0.4~1.1 km。低空臭氧浓度日变化趋势与地面站点一致,夜间臭氧消耗程度弱存在残留。
关键词
臭氧探测激光雷达
技术原理
系统研制
监测结果分析
案例分析
Keywords
ozone detection lidar
technical principle
system development
monitoring result analysis
case analysis
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
相干测风激光雷达对城市风场典型过程分析
董保华
夏小维
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
0
在线阅读
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职称材料
2
全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达系统设计及应用
庄鹏
谢晨波
康宝荣
刘建明
夏小维
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
大气臭氧探测激光雷达研制及其案例分析
赵宝义
庄鹏
康宝荣
谢晨波
《科技创新与应用》
2024
0
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职称材料
已选择
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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