氣溶膠微物理特性的空間分布對研究大氣物理化學過程都有重要的意義。多波段激光雷達是探測氣溶膠的有效工具,通過激光雷達探測到的光學參量來反演氣溶膠粒子譜分布,可以得到氣溶膠的微物理參量。但是,對氣溶膠粒子譜的反演算法具有較高的要求。論文主要圍繞兩部分內容展開研究。第一部分內容對垂直高度上的氣溶膠粒子譜分布和微物理參量信息進行了統(tǒng)計研究與分析。利用機載氣溶膠粒子譜儀采集到的600多組垂直分布的氣溶膠粒子譜分布(其粒徑分布范圍從0.1～3μm),分析了氣溶膠微物理參量垂直分布特征規(guī)律。應用多峰對數(shù)正態(tài)分布模型對不同高度氣溶膠粒子譜分布進行擬合,并進行統(tǒng)計規(guī)律分析,分析結果對粒子譜反演算法的仿真提供數(shù)據(jù)支持。第二部分內容利用主成分分析算法,建立了一種自適應的氣溶膠粒子譜及微物理特性反演方法,應用于多波長拉曼激光雷達探測氣溶膠微物理參量信息。對多種類型粒子譜進行了仿真分析,實現(xiàn)了氣溶膠的粒子譜分布,有效半徑和體積濃度等參量的反演。統(tǒng)計分析表明微物理參量的最大反演誤差可以控制在40%以內,平均誤差在20%以內。同時,對算法進行了抗噪性分析,發(fā)現(xiàn)355nm后向散射系數(shù)、532nm消光系數(shù)誤差對反演結果...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 氣溶膠監(jiān)測手段與技術
        1.2.1 直接監(jiān)測技術
        1.2.2 被動式監(jiān)測
        1.2.3 主動式遙感
    1.3 氣溶膠粒子譜反演算法研究進展
    1.4 論文主要內容
2 垂直高度上氣溶膠粒子譜分布的統(tǒng)計特征分析
    2.1 氣溶膠粒子譜分布
    2.2 實測氣溶膠數(shù)據(jù)擬合統(tǒng)計分析
        2.2.1 數(shù)據(jù)來源與儀器介紹
        2.2.2 飛機概況
        2.2.3 垂直高度氣溶膠粒子譜分層擬合分析
        2.2.4 垂直高度氣溶膠尺度譜參數(shù)化分析
    2.3 垂直高度實測譜分布微物理參量統(tǒng)計分析
    2.4 實測譜模型擬合歸納分析
    2.5 本章小結
3 主要成分分析算法的建模與分析
    3.1 主成分分析算法描述
    3.2 主成分分析法反演氣溶膠粒子譜
        3.2.1 算法理論描述
        3.2.2 算法反演流程
    3.3 平滑核函數(shù)
        3.3.1 平滑結果圖
        3.3.2 平滑因子對平滑核函數(shù)的影響
    3.4 主成分函數(shù)
    3.5 本章小結
4 主要成分分析算法的仿真與驗證
    4.1 仿真與驗證方法
    4.2 單峰正態(tài)譜分布的仿真
        4.2.1 復折射率反演
        4.2.2 參數(shù)選擇
        4.2.3 單峰仿真結果
    4.3 雙峰對數(shù)正態(tài)譜分布的仿真
        4.3.1 復折射率反演
        4.3.2 參數(shù)選擇
        4.3.3 雙峰仿真結果
        4.3.4 仿真結果小結
    4.4 算法抗噪性的計算與分析
    4.5 三參數(shù)微物理參量反演
    4.6 垂直高度實測譜驗證
    4.7 垂直高度微物理參量的反演
    4.8 本章小結
5 總結與展望
致謝
參考文獻
在校期間參與發(fā)表的文章



本文編號：3799031