氣溶膠在大氣輻射和氣候變化的研究中占有重要地位,研究氣溶膠光學(xué)及微物理特性有利于分析氣溶膠對(duì)環(huán)境氣候、霧霾形成機(jī)制等的作用。多波長(zhǎng)激光雷達(dá)和太陽(yáng)光度計(jì)是研究氣溶膠光學(xué)和微物理參量的有效儀器,兩者相結(jié)合可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,對(duì)大氣氣溶膠光學(xué)及微物理特性進(jìn)行研究。本論文主要圍繞兩部分內(nèi)容展開(kāi),第一部分是基于太陽(yáng)光度計(jì)數(shù)據(jù)的微物理參量反演算法研究。根據(jù)米散射理論,建立了基于最小偏差準(zhǔn)則的正則化方法和選取先驗(yàn)值來(lái)反演氣溶膠粒徑譜分布。根據(jù)該算法,通過(guò)分析不同模型的誤差數(shù)據(jù),提出了可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出結(jié)果的平均化思路與方法。利用實(shí)測(cè)粒徑譜數(shù)據(jù)對(duì)本算法進(jìn)行了可靠性仿真驗(yàn)證,該算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)半徑0.1μm-10μm粒徑譜的準(zhǔn)確反演,微物理參量的最大反演誤差在32%以內(nèi),雷達(dá)比反演誤差可以控制在34%以內(nèi)。利用不同模型數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行了分類(lèi)驗(yàn)證,結(jié)果顯示該算法穩(wěn)定可靠。根據(jù)反演算法對(duì)近三年西安地區(qū)的太陽(yáng)光度計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,分析了典型天氣變化過(guò)程中雷達(dá)比與粒徑譜分布的變化,分析了2015-2017年雷達(dá)比的季節(jié)變化,統(tǒng)計(jì)分析了西安地區(qū)雷達(dá)比出現(xiàn)的頻率變化。第二部分主要基于激光雷達(dá)與太陽(yáng)光度計(jì)數(shù)據(jù)反演并分析氣溶膠光學(xué)及微物理特性。結(jié)合太陽(yáng)光度計(jì)數(shù)據(jù)研究了反演多波長(zhǎng)米散射激光雷達(dá)光學(xué)參量的邊界值選取方法,基于Femald法實(shí)現(xiàn)了355nm、532nm、1064nm三個(gè)波長(zhǎng)在低探測(cè)距離時(shí)的邊界值選取和光學(xué)參數(shù)的高精度反演,反演結(jié)果與拉曼法反演結(jié)果進(jìn)行了比較,反演誤差在20%以內(nèi),反演效果較好。分析了激光雷達(dá)與太陽(yáng)光度計(jì)聯(lián)合反演數(shù)據(jù),結(jié)果顯示,大氣柱總消光的44%-72%由1.2-6.2km內(nèi)的氣溶膠粒子提供。計(jì)算并分析了垂直高度內(nèi)氣溶膠光學(xué)及微物理參量,對(duì)比了激光雷達(dá)各層氣溶膠粒子的有效半徑與整層大氣柱的有效半徑。初步對(duì)比了整層與分層氣溶膠粒徑譜分布。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN958.98;X513
【部分圖文】：

圖 3-1 全自動(dòng)太陽(yáng)光度計(jì) POM-2Fig.3-1 Fully automatic sun photometer POM-240、380、400、500、675、870、940、1段主要用于水汽方面的研究。該類(lèi)型太自動(dòng)修正功能、可做天空掃描的太陽(yáng)傳
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