發(fā)布時間：2021-10-28 21:35

　　氣溶膠可以通過直接與間接效應(yīng)影響地球與大氣之間的輻射平衡,而且大氣氣溶膠主導(dǎo)了灰霾、沙塵等大氣污染。激光雷達(dá)具有遠(yuǎn)距離探測、高時空分辨率和晝夜工作的能力,獲得的氣溶膠數(shù)據(jù)能夠彌補立體觀測數(shù)據(jù)的缺乏,提高關(guān)于氣溶膠對氣候影響的科學(xué)認(rèn)識水平,其實時觀測能力使其在污染監(jiān)測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因“重大自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與防范”重點專項“超大城市垂直綜合氣象觀測技術(shù)研究及試驗”項目的需求,自主研制了 AWRL-Ⅱ型激光雷達(dá),在北京南郊開展了一系列觀測和研究工作。本文首先介紹了氣溶膠研究的意義,概述了氣溶膠的來源、種類、分布與其在大氣中的作用等基本性質(zhì)。闡述了激光與氣溶膠的作用機(jī)制,介紹了大氣探測激光雷達(dá)的技術(shù)分類與反演方法等。其次開展了激光雷達(dá)定標(biāo)與數(shù)據(jù)驗證研究。采用新穎的CCD側(cè)向散射迭代法對激光雷達(dá)幾何重疊因子進(jìn)行了校正;對系統(tǒng)兩個偏振探測通道的增益比進(jìn)行了標(biāo)定。通過四象限法與分子瑞利信號測試,保證了 AWRL-Ⅱ型激光雷達(dá)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的可靠性。通過與太陽光度計探測結(jié)果和EARLINET標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果的比較,驗證了激光雷達(dá)本身與反演算法的準(zhǔn)確性,其中與太陽光度計結(jié)果的擬合優(yōu)度高達(dá)0.93。針對激光雷... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１氣溶膠粒子尺度分布的三種模態(tài)，及各模態(tài)的源與生成、轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程［３］??１．２．３氣溶膠的分布??

成分｜１２］。??ｊ?：?ｉ??？？?．１．?ｉｉ?Ｈｉｌｌ?１１?，ｉ．?ｉ?ｍ?ｉｌ?．?ｉ＇?？?ｆ?＜?ｉ?認(rèn)愈?ｉ?＂ｉｔ?ｔｉｌ?ｉｍｉｉ＂．?．Ｓ?？??“?４?■?ｉ?？Ｍ?Ｉ?■?堆教?效Ｎｔ?１１．???敵？與吸牧末被擾動的云增加云著＊加Ｚ？中＃?增如云裹?８長云的生命史?加熱導(dǎo)致芯藹發(fā)??１?，?木含■??＼亶接效應(yīng)ｊ?丨ＳＩ串《應(yīng)／第ｉｔ?第二＊Ｍ＊＊芮?Ｉ?｜半直＊＊？?｜??＿類《？效應(yīng)?＼?，丨?＼?．?＿／??圖１．２氣溶膠的輻射效應(yīng)ｔ｜ｌ】??１．３大氣氣溶膠研究進(jìn)展??氣溶膠的研宄有直接采樣研宄與遙感研宄兩大塊，研宄內(nèi)容包括化學(xué)組分、??粒子濃度、尺度譜分布、光學(xué)性質(zhì)、微物理性質(zhì)、以及二次氣溶膠的形成機(jī)制等??等⑴－１６］。??１．３．１直接采樣研究??上個世紀(jì)８０年代以前，主要利用直接采樣法對氣溶膠進(jìn)行研宄。直接采樣??６??

?第２章大氣探測激光雷達(dá)???第２章大氣探測激光雷達(dá)??２．１大氣探測激光雷達(dá)概述??作為一種主動遙感儀器，激光雷達(dá)能夠提供光學(xué)定量垂直廓線，與傳統(tǒng)雷??達(dá)最大的不同是光源采用激光。幾乎在激光器剛一問世，大氣科學(xué)領(lǐng)域的研究??人員就想到用激光來探測大氣⑷。激光雷達(dá)發(fā)射一束激光脈沖，激光在傳輸?shù)??過程中與大氣中的物質(zhì)相遇并相互作用，后向散射信號被接收，通過不同的反??演算法可以得到物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)與微物理性質(zhì)。??發(fā)射系統(tǒng)?接收系統(tǒng)??ｒ?１?Ｉ?１??｜?．?．?Ｉ?Ｉ??｜?＂?Ｉ?Ｉ??１１?！??Ｉ?Ｉ?＇??Ｉ?Ｉ?｜??Ｉ?Ｉ?＇??Ｉ?ｙｎ丨卜ｉ?＿后繼光路與探??！?測器、采集器??｜?疆?｜?｜?丨猶?＼?□］?｜??圖２．１激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖??激光雷達(dá)系統(tǒng)由發(fā)射子系統(tǒng)、接收光學(xué)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)探測與采集子系統(tǒng)三??部分組成，見圖２．１。發(fā)射子系統(tǒng)通常包含脈沖激光器、激光束控制光學(xué)儀器與??光學(xué)元件（擴(kuò)束鏡、衰減片、起偏器等）。接收子系統(tǒng)包括望遠(yuǎn)鏡、后繼光路（光??闌、濾光片等）。數(shù)據(jù)探測與采集子系統(tǒng)包括光電探測器與采集器，將光信號轉(zhuǎn)??變?yōu)殡娦盘�，并以�?shù)字的形式記錄、儲存下來，以供后續(xù)反演工作使用。??從地面垂直向上，大氣層依次為對流層一平流層一中間層一熱層一散逸層??［４９］，對流層又可以分為自由對流層與混合層或邊界層，見圖２．２。其中，混合??層與我們?nèi)祟惖年P(guān)系最為密切，我們生活、呼吸在其中，因此該層的空氣質(zhì)量??與我們的生命健康息息相關(guān)。絕大多數(shù)的氣溶膠是集中在２ｋｍ以下的混合層中??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大氣探測激光雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)和星載激光雷達(dá)技術(shù)綜述[J]. 田曉敏,劉東,徐繼偉,王珍珠,王邦新,吳德成,鐘志慶,謝晨波,王英儉.  大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2018(06)
[2]大氣探測激光雷達(dá)技術(shù)綜述[J]. 田曉敏,劉東,徐繼偉,王珍珠,王邦新,吳德成,鐘志慶,謝晨波,王英儉.  大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[3]基于CE318數(shù)據(jù)的杭州市氣溶膠光學(xué)特征研究[J]. 李海龍,張自力,李正泉,王秀珍.  科技通報. 2018(06)
[4]大氣氣溶膠遙感反演研究綜述[J]. 湯玉明,鄧孺孺,劉永明,熊龍海.  遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2018(01)
[5]成都市冬季相對濕度對顆粒物濃度和大氣能見度的影響[J]. 劉凡,譚欽文,江霞,蔣文舉,宋丹林.  環(huán)境科學(xué). 2018(04)
[6]大氣氣溶膠譜分布的多波長擬合模擬反演[J]. 徐繼偉,劉東,謝晨波,王珍珠,王邦新,鐘志慶,馬暉,王英儉.  光學(xué)學(xué)報. 2017(10)
[7]中國科學(xué)院大氣灰霾追因與控制研究進(jìn)展[J]. 白春禮.  中國科學(xué)院院刊. 2017(03)
[8]用于測量流層水汽的拉曼激光雷達(dá)[J]. 尚震,謝晨波,鐘志慶,王邦新,王珍珠,趙明,譚敏,劉東,王英儉.  紅外與激光工程. 2016(12)
[9]大氣探測激光雷達(dá)自動準(zhǔn)直方法綜述[J]. 肖鈴,劉東,王英儉,王珍珠,謝晨波.  大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[10]利用CE318太陽光度計資料反演合肥氣溶膠光學(xué)特性[J]. 牟福生,李昂,謝品華,王楊,徐晉,陳浩,張杰,吳豐成.  紅外與激光工程. 2016(02)

博士論文
[1]拉曼激光雷達(dá)水汽探測自標(biāo)定方法研究與全固態(tài)系統(tǒng)研制[D]. 鄧遷.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]污染條件下氣溶膠和水汽時空分布探測和數(shù)據(jù)分析研究[D]. 譚敏.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]地面及激光雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)同化對PM2.5預(yù)報的改進(jìn)[D]. 鄭海濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[4]山西地區(qū)氣溶膠物理特性的飛機(jī)—地面觀測研究[D]. 李軍霞.南京信息工程大學(xué) 2015
[5]北京市夏季氣溶膠物理化學(xué)特性和來源分析[D]. 田平.北京師范大學(xué) 2014
[6]武漢上空中層大氣的瑞利激光雷達(dá)觀測與研究[D]. 常啟海.中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2005

碩士論文
[1]基于CCD成像的激光雷達(dá)自動對光技術(shù)研究[D]. 肖鈴.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號：3463378