水是大氣中唯一具有三種相變的成分。水汽通過冷凝形成液水和冰水,是成云致雨的主要原因。云是水滴和冰晶粒子的集合體,從而云成為大氣活動中最不確定的因素。地球表面約百分之六十的面積被云覆蓋,云在地球-大氣的能量傳輸、水循環(huán)和氣候調(diào)節(jié)過程中扮演著至關(guān)重要的角色。云的形成和降水對人類的生活具有非常深刻的影響,不同天氣條件、不同厚度、不同相態(tài)的云對地球-大氣輻射和水循環(huán)的影響程度是不同的。因此,對于云的結(jié)構(gòu)參量和云的光學(xué)參量的探測和分析,一直是大氣動力學(xué)和熱力學(xué)研究的熱門話題。激光雷達相較于其他大氣探測手段,具有高時空分辨率、低成本的優(yōu)點,已廣泛用于大氣參量的測量。目前對于云相態(tài)的探測,主要以偏振激光雷達為主,少數(shù)單位開展了拉曼激光雷達云中相態(tài)水的研究。本文將開展基于拉曼-偏振激光雷達的云相態(tài)探測和識別技術(shù)研究。論文首先進行了拉曼-偏振激光雷達系統(tǒng)的設(shè)計研究,對西安理工大學(xué)大氣遙感研究中心現(xiàn)有的一套大氣三相態(tài)水拉曼激光雷達系統(tǒng)進行了優(yōu)化和升級。系統(tǒng)增加了偏振探測激光雷達子系統(tǒng),采用雙望遠鏡接收系統(tǒng),實現(xiàn)拉曼激光雷達和偏振激光雷達的同步探測,為拉曼-偏振激光雷達的云相態(tài)聯(lián)合分析提供技術(shù)支持。搭建了拉... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 偏振激光雷達探測云相態(tài)技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 云中相態(tài)水探測技術(shù)的發(fā)展
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 云相態(tài)的相關(guān)理論基礎(chǔ)和探測技術(shù)
    2.1 引言
    2.2 云的分類
    2.3 偏振激光雷達云中退偏特性和探測原理
        2.3.1 云中粒子的退偏振特性
        2.3.2 偏振激光雷達探測原理
    2.4 拉曼激光雷達云中相態(tài)水探測原理
        2.4.1 拉曼散射原理
        2.4.2 云中相態(tài)水的特性
        2.4.3 云中相態(tài)水的拉曼探測原理
    2.5 紫外拉曼-偏振激光雷達系統(tǒng)
    2.6 本章小結(jié)
3 基于偏振激光雷達的云參量探測反演與分析
    3.1 引言
    3.2 偏振激光雷達子系統(tǒng)的設(shè)計
    3.3 偏振激光雷達子系統(tǒng)的標(biāo)定
    3.4 偏振激光雷達子系統(tǒng)的實驗驗證
    3.5 基于偏振激光雷達的云參量反演方法與分析
        3.5.1 云結(jié)構(gòu)參量的反演方法與分析
        3.5.2 云光學(xué)參量的反演方法與分析
    3.6 本章小結(jié)
4 基于拉曼激光雷達的云中相態(tài)水的探測與反演
    4.1 引言
    4.2 基于線性方程組的相態(tài)水混合比的反演算法
    4.3 云積分相態(tài)水含量的反演方法
    4.4 基于拉曼激光雷達的云中相態(tài)水探測實驗與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 拉曼-偏振激光雷達云相態(tài)的聯(lián)合探測與分析
    5.1 引言
    5.2 典型天氣條件下的拉曼-偏振激光雷達實驗探測結(jié)果與分析
    5.3 拉曼-偏振激光雷達連續(xù)探測實驗結(jié)果
        5.3.1 拉曼激光雷達同步探測結(jié)果
        5.3.2 偏振激光雷達同步探測結(jié)果
    5.4 拉曼-偏振激光雷達對云相態(tài)的同步聯(lián)合分析
        5.4.1 云相態(tài)的初步識別結(jié)果與分析
        5.4.2 云中多參量的初步統(tǒng)計分析
    5.5 本章小節(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]洋面多層暖云的空間分布及垂直結(jié)構(gòu)特征[J]. 齊麟,劉奇,尉鈞博,丁于皓,鄧淑梅.  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2018(12)
[2]基于拉曼激光雷達的大氣三相態(tài)水同步精細探測分光系統(tǒng)的設(shè)計與仿真分析[J]. 王玉峰,張晶,湯柳,王晴,高天樂,宋躍輝,狄慧鴿,李博,華燈鑫.  物理學(xué)報. 2018(22)
[3]基于地基微波輻射計反演的濟南地區(qū)水汽及云液態(tài)水特征[J]. 張秋晨,龔佃利,王俊,張洪生.  氣象與環(huán)境學(xué)報. 2017(05)
[4]基于小波去噪算法的全天時大氣水汽拉曼激光雷達探測與分析[J]. 王玉峰,曹小明,張晶,湯柳,宋躍輝,狄慧鴿,華燈鑫.  光學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[5]中國華北地區(qū)云垂直結(jié)構(gòu)及云水含量衛(wèi)星遙感研究[J]. 陳超,郭曉軍,邱曉斌,孟輝.  氣象與環(huán)境學(xué)報. 2015(05)
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博士論文
[1]基于衛(wèi)星及數(shù)值模式資料的云水凝物的氣候特征分析和檢驗[D]. 衡志煒.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]車載測風(fēng)激光雷達性能優(yōu)化和風(fēng)場反演[D]. 劉秉義.中國海洋大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于拉曼激光雷達的大氣三相態(tài)水同步探測技術(shù)研究[D]. 張晶.西安理工大學(xué) 2019
[2]水汽—云—氣溶膠激光雷達偏振通道的設(shè)計與校正研究[D]. 張薇.中國海洋大學(xué) 2013
[3]云中液態(tài)水的探測研究[D]. 王慧娟.南京信息工程大學(xué) 2008



本文編號：2975195