散射、熒光和偏振信息是生物戰(zhàn)劑/氣溶膠時(shí)空觀測(cè)和識(shí)別的有效數(shù)據(jù)源。對(duì)Mie散射、紫外激光誘導(dǎo)熒光和偏振探測(cè)激光雷達(dá)的原理、數(shù)據(jù)反演等進(jìn)行了闡述和討論,并對(duì)消光系數(shù)、熒光和退偏振比的探測(cè)結(jié)果進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)表明,消光系數(shù)、退偏振比和熒光的時(shí)空分布,用于生物戰(zhàn)劑/氣溶膠的探測(cè)和識(shí)別是可行的。 

【文章來(lái)源】：激光與紅外. 2016,46(11)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

偏振激光雷達(dá)探測(cè)原理

圖2戰(zhàn)劑/氣溶膠時(shí)空分布圖Fig．2Timeandspacedistributionsofbioagents/bioaerosol4生物氣溶膠激光雷達(dá)偏振測(cè)量與分析圖3示出了2014年11月27日凌晨至深夜在某地，偏振激光雷達(dá)355nm紫外通道的氣溶膠退偏振比和消光系數(shù)垂直觀測(cè)的時(shí)空對(duì)比圖，圖3(a)為355nm通道的消光系數(shù)時(shí)空分布，圖3(b)為355nm通道對(duì)應(yīng)的退偏振比時(shí)空分布。圖3激光雷達(dá)的偏振時(shí)空測(cè)量分布Fig．3Verticalandtimedistributionsofextinctioncoefficientandlineardepolarizationratio從圖可知:①在大氣邊界層內(nèi)，27日凌晨高度約為0．5km高的貼地層隨時(shí)間逐漸減弱;②消光系數(shù)也呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，說(shuō)明在激光雷達(dá)觀測(cè)路徑上氣溶膠濃度分布隨近地面風(fēng)、濕度和氣壓等其他條件影響較大;③退偏振比基本呈兩層結(jié)構(gòu)，即近地層退偏振比相對(duì)均勻，高于近地層上，散布著一些退偏振比較大的氣溶膠云團(tuán)或云點(diǎn);④在27日凌晨00∶00～04∶00間，0．5km厚的近地層內(nèi)，退偏振比維持在0．01左右的水平，說(shuō)明在夜間，在355nm波長(zhǎng)上，氣溶膠的球形形狀保持得較好;⑤在04∶00后，退偏振比在近地層數(shù)值上有輕微的上升，約為凌晨的2倍，其高度與氣溶膠層的厚度一致，上升至1．3～1．7km。⑥在大氣邊界層上，在某些高度上，仍存在著一些退偏振比數(shù)值達(dá)0．3的點(diǎn)狀氣溶膠團(tuán)，所以在部分測(cè)量時(shí)刻，其退偏振比垂直廓線呈現(xiàn)出明顯的不規(guī)則之字形，這主要是由于氣溶膠部分高度上，經(jīng)凝結(jié)、聚合以及大氣光化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，其形狀產(chǎn)生了較大變化，不再是規(guī)則的球形形。因而，總體上，除大氣邊界層以上的個(gè)別云團(tuán)退偏振比較高外，氣溶膠退偏振比總體上維持在較低的水平;在測(cè)量期間，氣溶膠濃度呈現(xiàn)出明顯的時(shí)空變化;而表征其球形性的退偏比，在溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向及其他光生化條件

圖2戰(zhàn)劑/氣溶膠時(shí)空分布圖Fig．2Timeandspacedistributionsofbioagents/bioaerosol4生物氣溶膠激光雷達(dá)偏振測(cè)量與分析圖3示出了2014年11月27日凌晨至深夜在某地，偏振激光雷達(dá)355nm紫外通道的氣溶膠退偏振比和消光系數(shù)垂直觀測(cè)的時(shí)空對(duì)比圖，圖3(a)為355nm通道的消光系數(shù)時(shí)空分布，圖3(b)為355nm通道對(duì)應(yīng)的退偏振比時(shí)空分布。圖3激光雷達(dá)的偏振時(shí)空測(cè)量分布Fig．3Verticalandtimedistributionsofextinctioncoefficientandlineardepolarizationratio從圖可知:①在大氣邊界層內(nèi)，27日凌晨高度約為0．5km高的貼地層隨時(shí)間逐漸減弱;②消光系數(shù)也呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，說(shuō)明在激光雷達(dá)觀測(cè)路徑上氣溶膠濃度分布隨近地面風(fēng)、濕度和氣壓等其他條件影響較大;③退偏振比基本呈兩層結(jié)構(gòu)，即近地層退偏振比相對(duì)均勻，高于近地層上，散布著一些退偏振比較大的氣溶膠云團(tuán)或云點(diǎn);④在27日凌晨00∶00～04∶00間，0．5km厚的近地層內(nèi)，退偏振比維持在0．01左右的水平，說(shuō)明在夜間，在355nm波長(zhǎng)上，氣溶膠的球形形狀保持得較好;⑤在04∶00后，退偏振比在近地層數(shù)值上有輕微的上升，約為凌晨的2倍，其高度與氣溶膠層的厚度一致，上升至1．3～1．7km。⑥在大氣邊界層上，在某些高度上，仍存在著一些退偏振比數(shù)值達(dá)0．3的點(diǎn)狀氣溶膠團(tuán)，所以在部分測(cè)量時(shí)刻，其退偏振比垂直廓線呈現(xiàn)出明顯的不規(guī)則之字形，這主要是由于氣溶膠部分高度上，經(jīng)凝結(jié)、聚合以及大氣光化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，其形狀產(chǎn)生了較大變化，不再是規(guī)則的球形形。因而，總體上，除大氣邊界層以上的個(gè)別云團(tuán)退偏振比較高外，氣溶膠退偏振比總體上維持在較低的水平;在測(cè)量期間，氣溶膠濃度呈現(xiàn)出明顯的時(shí)空變化;而表征其球形性的退偏比，在溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向及其他光生化條件


本文編號(hào)：3097212