【摘要】： 本文主要分兩個(gè)部分。 第一部分主要講述了兩個(gè)內(nèi)容：一是大氣邊界層研究的意義，，介紹了目前用于邊界層研究的各種方法以及用激光雷達(dá)研究邊界層的狀況；二是研制機(jī)載激光雷達(dá)的意義以及目前國(guó)內(nèi)外機(jī)載激光雷達(dá)的研究狀況。 第二部分為本人所做的研究工作，包含四塊內(nèi)容。 (一)機(jī)載大氣探測(cè)激光雷達(dá)的研制 通過(guò)大氣回波信號(hào)和信噪比的模擬計(jì)算，確定了機(jī)載大氣探測(cè)激光雷達(dá)的主要技術(shù)參數(shù)；在詳細(xì)敘述和探討了機(jī)載大氣探測(cè)激光雷達(dá)總體結(jié)構(gòu)和各單元結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理和反演方法的同時(shí)，總結(jié)了在系統(tǒng)研制中使用的關(guān)鍵技術(shù)；通過(guò)對(duì)該激光雷達(dá)探測(cè)性能的評(píng)估測(cè)定和青島地區(qū)大氣探測(cè)實(shí)驗(yàn)，表明研制的機(jī)載大氣探測(cè)激光雷達(dá)工作正常，滿足預(yù)先設(shè)定的探測(cè)指標(biāo)。 (二)青島地區(qū)及周邊海域的機(jī)載激光雷達(dá)大氣探測(cè)實(shí)驗(yàn)。 研制的機(jī)載大氣探測(cè)激光雷達(dá)裝載在CMS-3807飛機(jī)上，于2005年11月7日至11日期間在青島地區(qū)及周邊海域上空進(jìn)行了兩次飛行探測(cè)。此次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目的：一是驗(yàn)證研制該機(jī)載激光雷達(dá)所采用的設(shè)計(jì)方案和關(guān)鍵技術(shù)是合適的，數(shù)據(jù)處理和反演方法切實(shí)可行；二是為即將在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目《航空遙感系統(tǒng)》中承擔(dān)研制的機(jī)載雙波長(zhǎng)偏振激光雷達(dá)作技術(shù)上的儲(chǔ)備。同時(shí)獲得了青島地區(qū)及周邊海域大氣氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的二維空間分布特征。分析了下墊面、地形、地面氣象要素、天氣過(guò)程等對(duì)大氣氣溶膠分布及邊界層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。 (三)氣象激光雷達(dá)的城市邊界層探測(cè) “城市邊界層聯(lián)合觀測(cè)實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目于2005年7月17日至7月31日和2006年2月18日至3月6日兩次在南京進(jìn)行了夏、冬季節(jié)城市邊界層聯(lián)合觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。本文通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)期間氣象激光雷達(dá)的探測(cè)數(shù)據(jù)，得到了南京市區(qū)夏、冬兩季大氣邊界層結(jié)構(gòu)日變化特征及它們的差異。對(duì)城市、郊區(qū)邊界層日變化規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)市區(qū)和郊區(qū)邊界層日變化特征也有所差別；同時(shí)結(jié)合無(wú)電線探空儀和大氣輻射探測(cè)數(shù)據(jù)，初步分析了云對(duì)城市邊界層及夾卷層的反饋?zhàn)饔谩?(四)激光雷達(dá)回波信號(hào)的小波去噪 結(jié)合可移動(dòng)式雙波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)探測(cè)的回波信號(hào)，分析討論了使用小波變換進(jìn)行激光雷達(dá)回波信號(hào)去噪時(shí)小波基和尺度函數(shù)的選擇兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)實(shí)例分析證明小波變換是進(jìn)行激光雷達(dá)回波信號(hào)去噪的有效方法。
【圖文】：

大氣對(duì)流邊界層一般是在日出以后一小時(shí)開(kāi)始形成并逐漸發(fā)展的，中午達(dá)到最厚。根據(jù)邊界層的湍流結(jié)構(gòu)特征，從地面向上依次分為近地面層、對(duì)流混合層、夾卷層和穩(wěn)定層。圖1.2給出了大氣對(duì)流邊界層內(nèi)的平均風(fēng)速U、平均位溫0和浮力通量B沿高度的變化廓線。圖中:為相對(duì)于100伽mb的測(cè)量點(diǎn)高度(m)。位溫O和溫度的關(guān)系式為。=:(纓)會(huì)，式中:為溫度(二)，，氣壓、mb)，*。為干空氣氣體常數(shù)(=287.04J.K一，·心一，)，C，為定壓下的干空氣比熱(=1004.67J.kg一‘·K一，)。對(duì)_、一一~RJ寸漫至氣，一二0.2呂6。C，浮力通量。二甸。)石可(m，.s“)，式中g(shù)為重力加速度(‘，)，‘氏

急劇增加的人為大氣氣溶膠粒子濃度對(duì)太陽(yáng)輻射的以及作為凝結(jié)核參與云的形成對(duì)全球氣候產(chǎn)生的影響越來(lái)越嚴(yán)重陽(yáng)輻射的散射和對(duì)地球表面向上熱輻射的吸收會(huì)改變地球表面和量。它對(duì)大氣熱通量垂直廓線的修正影響大尺度的大氣環(huán)流。云直廓線的影響強(qiáng)烈地依賴于云的高度，而在多層云的情況下還依特征.由此可見(jiàn)，大氣氣溶膠和云是兩個(gè)影響大氣環(huán)境和氣候的cherandLob叮an，1995;Boucherand八刀derson，1995;Tegenan從全球氣溫升高、冰山消融和海面上升的觀測(cè)結(jié)果表明地球的氣變，但對(duì)這改變背后的過(guò)程與機(jī)制至今尚不是十分清楚。其主要原大氣氣溶膠和云光學(xué)特性的空間和時(shí)間分布資料，這可以從圖2.1氣成分變化引起的氣候系統(tǒng)全球平均輻射強(qiáng)迫及認(rèn)識(shí)度窺見(jiàn)一斑。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X831

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本文編號(hào)：2610226