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基于卫星观测的青岛O_(3)污染特征及生成敏感性 被引量：1
1
作者 薛莲 方渊 +4 位作者 刘岳峰 孟赫 郝勇 代玮 韩矗 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期93-100,共8页
文章基于哨兵-5P卫星和激光雷达等观测结果,研究了2022年5月17-22日青岛市O_(3)污染过程的变化特征、对流层柱浓度分布及生成敏感性。结果表明,此次过程受区域增温、太阳辐射增强、逆温等不利污染扩散条件影响,还受区域污染物的传输和... 文章基于哨兵-5P卫星和激光雷达等观测结果,研究了2022年5月17-22日青岛市O_(3)污染过程的变化特征、对流层柱浓度分布及生成敏感性。结果表明,此次过程受区域增温、太阳辐射增强、逆温等不利污染扩散条件影响,还受区域污染物的传输和高空沉降影响。对流层O_(3)及前体物HCHO、NO_(2)柱浓度具有明显的空间分布差异。O_(3)生成敏感性分析表明,青岛市区和郊区的大部分地区处在VOCs和NOx协同控制区,需要优化两者减排比例,协同控制;远郊区一般处在NOx控制区;石化区主要处在VOCs控制区。 展开更多
关键词 卫星观测 O_(3)污染过程 柱浓度 生成敏感性
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基于三维测风激光雷达的风切变识别方法
2
作者 谢冰洁 王改利 +4 位作者 陆欣欣 陈鸿飞 陈科艺 郑佳锋 王琪超 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第22期9249-9259,共11页
低空风切变是对飞机飞行安全产生重要影响的因素。利用三维扫描型测风激光雷达2023年3月期间在广州白云机场的观测数据,在对测风激光雷达的观测数据进行预处理的基础上,提出了结合自适应窗口的二维合成风切变识别和时间风切变识别的两... 低空风切变是对飞机飞行安全产生重要影响的因素。利用三维扫描型测风激光雷达2023年3月期间在广州白云机场的观测数据,在对测风激光雷达的观测数据进行预处理的基础上,提出了结合自适应窗口的二维合成风切变识别和时间风切变识别的两步识别方法(简称风切变两步识别法),对比了风切变两步识别法和二维合成法对风切变的识别效果,并对识别的风切变的演变进行了分析。结果表明:数据预处理有效地去除了测风激光雷达观测的孤立点及径向数据间的脉动,并对缺测数据进行了填补;风切变两步识别法有利于风切变的提前预警,在2023年3月广州白云机场观测期间,风切变两步识别法共识别到25起风切变,其中有21起比二维合成风切变识别方法提前预警,平均早预警3~5 min,且对时间维度和空间维度风切变均有较好的识别告警作用;识别的风切变过程大多发生于中午前后(11:00—15:00)时且持续时间多在15 min左右,风切变位置受背景风场影响较大。研究中提出的风切变两步识别法能更早、更全面地识别出低空风切变,有助于提高风切变预警的准确性,为飞机飞行安全提供保障。 展开更多
关键词 三维测风激光雷达 低空风切变 二维合成风切变 时间风切变 风切变两步识别法
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基于激光雷达观测的呼伦贝尔一次沙尘过程分析 被引量：2
3
作者 郝峰 徐曼 +4 位作者 谷雨 周兴军 田永莉 马丽 李荣忠 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期205-215,共11页
基于测风激光雷达和地面常规观测资料,借助机器学习算法以及HYSPLIT(Hybrid Single-Particle LagrangianIntegrated Trajectory)模型分析了发生在呼伦贝尔的一次典型的沙尘天气过程。研究表明,本次沙尘起始时南风突增,风向转西南偏南风... 基于测风激光雷达和地面常规观测资料,借助机器学习算法以及HYSPLIT(Hybrid Single-Particle LagrangianIntegrated Trajectory)模型分析了发生在呼伦贝尔的一次典型的沙尘天气过程。研究表明,本次沙尘起始时南风突增,风向转西南偏南风后风速降低,传输减弱,当风向转西风时,沙尘传输增强,在西风降低后沙尘传输结束。沙尘传输期间,湍流运动偏弱,混合层高度抬升受限。借助机器学习分粒径计算发现,沙尘前期传输以粗颗粒为主,后期粗、细颗粒物均有明显增长。不同传输时期粒径的不同,暗示沙尘的源可能发生变化,后向轨迹揭示沙尘传输前期来自蒙古国西北部,经过我国锡林郭勒后北上到达呼伦贝尔;而后期沙尘是从俄罗斯南部直接进入呼伦贝尔。最后研究发现,沙尘前至起始时刻,总传输通量对沙尘的响应早于地面颗粒物浓度变化,且沙尘期间总传输通量值显著高于沙尘前和沙尘后。因此,总传输通量变化以及阈值设定可为沙尘预警的新参考指标。 展开更多
关键词 沙尘过程 测风激光雷达 机器学习 后向轨迹分析
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多普勒测风激光雷达三波束反演方法与实验 被引量：9
4
作者 宋小全 王芳涵 +4 位作者 尹嘉萍 王希涛 刘晓英 任文核 吴松华 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期136-144,共9页
为研究激光测风技术中五波束和三波束风廓线反演方法的异同,采用波长1.5μm的相干多普勒测风激光雷达在中国海洋大学崂山校区进行风场测量。利用三波束风廓线反演法对13 d的多普勒激光雷达观测数据进行计算,设定信噪比和数据获取率门限... 为研究激光测风技术中五波束和三波束风廓线反演方法的异同,采用波长1.5μm的相干多普勒测风激光雷达在中国海洋大学崂山校区进行风场测量。利用三波束风廓线反演法对13 d的多普勒激光雷达观测数据进行计算,设定信噪比和数据获取率门限阈值,对数据质量进行控制,将计算结果与五波束风廓线反演法的计算结果进行比对分析。与五波束风廓线反演法相比,三波束风廓线反演法仅用三个方向的径向数据反演风廓线,可缩短观测时间跨度,从而提高数据刷新率,在气流不稳定的情况下可获取更多的风场特征参数。比对结果表明,两种风廓线反演法的计算结果在不同高度上均表现出良好的一致性。90 m测量高度处的风速决定系数为0.9825,风向决定系数为0.9769;随着湍流强度增大,两种风廓线反演法之间的差异呈增大趋势。 展开更多
关键词 遥感 多普勒测风激光雷达 三波束方法 风廓线
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风力发电机振动的多普勒激光雷达遥测技术 被引量：9
5
作者 石家祥 宋小全 +3 位作者 吴松华 戚一麟 陈清源 张凯临 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2180-2191,共12页
为了实现对风力发电机振动的遥测,提出了一种新的风力发电机状态监测方式。利用相干多普勒激光雷达探测风力发电机的低频振动,并对遥测方法、测振频谱数据处理方法以及试验中出现的现象进行试验研究。试验分为风力发电机实测试验和固定... 为了实现对风力发电机振动的遥测,提出了一种新的风力发电机状态监测方式。利用相干多普勒激光雷达探测风力发电机的低频振动,并对遥测方法、测振频谱数据处理方法以及试验中出现的现象进行试验研究。试验分为风力发电机实测试验和固定目标实测试验两部分首先在距离风力发电机约675 m使用多普勒激光雷达对其塔筒顶部进行扫描,记录频谱数据,利用基于离散频谱校正技术的测振频谱数据处理方法,提取风力发电机的振动状态参数;然后进行固定目标实测试验,使用相同的数据处理方式对回波信号进行处理,对激光雷达的实际误差进行评估。试验结果表明相干多普勒激光雷达对风力发电机频率为0~2.5 Hz、振动速度为0.1~3 m/s的低频振动探测效果明显,具备探测风力发电机低频振动的能力。 展开更多
关键词 多普勒激光雷达 风力发电机 低频振动 遥测试验
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基于短距相干测风激光雷达的机场低空风切变观测 被引量：22
6
作者 张洪玮 吴松华 +1 位作者 尹嘉萍 王琪超 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期468-476,共9页
介绍了低空风切变及其预警的研究工作、相干多普勒测风激光雷达反演风场算法以及计算下滑道逆风廓线算法.进一步分析了2015年冬季和2016年春季北京首都机场低空风切变观测实验中所观测到的风切变案例,利用多种测量模式开展案例中风切变... 介绍了低空风切变及其预警的研究工作、相干多普勒测风激光雷达反演风场算法以及计算下滑道逆风廓线算法.进一步分析了2015年冬季和2016年春季北京首都机场低空风切变观测实验中所观测到的风切变案例,利用多种测量模式开展案例中风切变的监测,并对风切变观测结果进行了验证.实验结果表明,短距相干多普勒测风激光雷达多种测量模式均可能有效探测低空风切变. 展开更多
关键词 低空风切变 相干多普勒激光雷达 逆风廓线 航空安全
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海上漂浮式激光雷达运动平台模拟器设计及应用
7
作者 张凯临 张文静 秦胜光 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期134-141,共8页
本文介绍了海上漂浮平台运动模拟器的设计和应用。为了模拟测风激光雷达在海上的工作环境,验证测风激光雷达在非稳定平台的风场计算算法,设计了一套六自由度运动平台模拟器,平台可以按浮标实测数据运动或按固定振幅频率正弦数据运动,搭... 本文介绍了海上漂浮平台运动模拟器的设计和应用。为了模拟测风激光雷达在海上的工作环境,验证测风激光雷达在非稳定平台的风场计算算法,设计了一套六自由度运动平台模拟器,平台可以按浮标实测数据运动或按固定振幅频率正弦数据运动,搭载激光雷达进行测风实验。本文将两台激光雷达分别处于静止和运动状态进行测风,研究平台运动速度对风场反演的影响。结果显示,平台静止时两台雷达风速平均误差最小,为0.0198 m/s,风向平均误差与最小风向平均误差基本相同,为2.0219°。随着平台运动速度的增加,风速和风向的反演误差也随之增加。该平台能够模拟海上漂浮平台的运动,搭载海上测风激光雷达进行实验,且分析结果能为风场反演算法的优化提供参考。 展开更多
关键词 运动模拟器 测风激光雷达 六自由度运动平台 测风实验 反演误差
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基于地基与星载激光雷达技术的武夷山山谷风环流研究分析 被引量：2
8
作者 任雍 张雪芬 +2 位作者 吴松华 吴雪菲 任斯敏 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第10期1203-1214,共12页
山谷风是一种热力驱动产生的局地环流,武夷山市三面环山,中部为丘陵地带,使得该地常年盛行山谷风。基于地面气象观测站、边界层测风激光雷达及激光雷达卫星Aeolus数据研究了武夷山山谷风环流特征。结果表明,夏季出现山谷风日天数最多,... 山谷风是一种热力驱动产生的局地环流,武夷山市三面环山,中部为丘陵地带,使得该地常年盛行山谷风。基于地面气象观测站、边界层测风激光雷达及激光雷达卫星Aeolus数据研究了武夷山山谷风环流特征。结果表明,夏季出现山谷风日天数最多,山谷风日出现时大气日变化特征显著,表现为山风出现的时间段,以偏北风为主,风速较小,低空激光雷达回波信号较强,气流运动以下沉为主,垂直方向上形成环流圈;谷风阶段,以偏南风为主,较山风阶段风速有所增强,低空激光雷达回波信号减弱,以上升气流为主;激光雷达数据融合的风廓线可见,武夷山非山谷风日常出现在对流层中低层盛行偏南风的天气形势下,偏南风将水汽输送至当地,使得当地低空被较厚云层覆盖或出现降水过程,从而削弱了山地与谷地的热力差异,局地环流被打破,山谷风环流无法形成。 展开更多
关键词 多普勒测风激光雷达 Aeolus卫星 山谷风 资料融合
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多普勒激光雷达近地面飞机尾涡反演方法优化 被引量：2
9
作者 张容川 王筱晔 +6 位作者 张洪玮 刘晓英 王希涛 秦胜光 尹嘉萍 王琪超 吴松华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期94-106,共13页
实时准确获取飞机尾涡的特征参数信息,将有利于在保持机场基础设施的情形下进一步提升机场吞吐量。相干多普勒激光雷达作为飞机尾涡的有效探测手段,可提供其位置与强度信息。针对飞机尾涡特征反演算法在近地面环境下出现的误识别及定位... 实时准确获取飞机尾涡的特征参数信息,将有利于在保持机场基础设施的情形下进一步提升机场吞吐量。相干多普勒激光雷达作为飞机尾涡的有效探测手段,可提供其位置与强度信息。针对飞机尾涡特征反演算法在近地面环境下出现的误识别及定位精度下降问题,通过采用区域聚焦的方法减少背景环境对识别精度的影响,并引入尾涡的旋转特征、对反演结果检验,以此提高结果的可靠性。针对扫描中尾涡的移动、扭曲或数据缺失引起的强度评估不准问题,通过尾涡速度分布校正和理想化飞机尾涡模型校正两步来提高强度反演精度。经成都双流国际机场观测数据验证,该优化算法的正确识别率提高2.8%,漏报率下降2.7%,虚警率下降20.86%。 展开更多
关键词 大气光学 飞机尾涡 激光雷达 航空安全 快速识别
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内蒙古自治区一次沙尘过程的激光雷达分析 被引量：2
10
作者 任超 程周杰 李荣忠 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期427-434,共8页
为了探究沙尘污染过程中高时空分辨率的结构特征,利用相干多普勒测风激光雷达、地面观测站、中分辨率成像光谱仪,结合卫星气溶胶光学厚度数据产品、欧洲中期天气预报中心第5代再分析资料(ERA5)以及混合单粒子拉格朗日积分轨道(HYSPLIT)... 为了探究沙尘污染过程中高时空分辨率的结构特征,利用相干多普勒测风激光雷达、地面观测站、中分辨率成像光谱仪,结合卫星气溶胶光学厚度数据产品、欧洲中期天气预报中心第5代再分析资料(ERA5)以及混合单粒子拉格朗日积分轨道(HYSPLIT)后向轨迹模式,分析了2019-10-27~2019-10-28内蒙古自治区锡林郭勒盟一次典型的沙尘天气过程。结果表明,此次沙尘是受高空冷涡、蒙古气旋的共同影响,配合冷锋在高温时段过境沙源地,热力叠加动力条件有利于沙尘随西风扩散;沙尘来临前后,地表气温变化明显;卫星产品、HYSPLIT模式结合雷达风廓线可以更准确地确定沙尘来源,激光雷达反演的气溶胶消光系数可反映边界层大气中气溶胶的变化情况;2019-10-28T02:00地面PM10的质量浓度达到最大值268μg/m^(3),消光系数超过30km^(-1),达到最大值,雷达反演数据在时间上会有延迟;城市下垫面使得沙尘污染快速减弱,雷达所在的草地下垫面容易受垂直风切变影响产生持续性污染。该研究对应用相干多普勒测风激光雷达、认识沙尘的污染过程以及传输特性很有帮助。 展开更多
关键词 大气与海洋光学 沙尘过程监测 相干多普勒测风激光雷达 气溶胶消光系数 下垫面
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