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拉曼氣溶膠激光雷達(dá)基本原理

以激光為光源，通過(guò)探測(cè)激光與大氣相互作用的光波信號(hào)來(lái)遙感大氣．光波與大氣中介質(zhì)相互作用，產(chǎn)生包含氣體分子和氣溶膠粒子有關(guān)信息的輻射信號(hào)，利用適當(dāng)?shù)姆囱莘椒ň涂梢詮闹械玫疥P(guān)于氣體分子和氣溶膠粒子的相關(guān)信息．利用彈性散射信號(hào)確定顆粒物消光系數(shù)的方法無(wú)法改變這樣的事實(shí)：根據(jù)雷達(dá)信號(hào)來(lái)同時(shí)確定氣溶膠消光系數(shù)和后向散射系數(shù)這兩個(gè)未知的物理量．系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：光學(xué)發(fā)射與接收光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)組件中的電子學(xué)系統(tǒng)(包括激光器電源、信號(hào)放大、采集和控制單元)以及信號(hào)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)．

應(yīng)用：目前主要應(yīng)用與大氣溫度測(cè)量以及大氣污染測(cè)監(jiān)測(cè)，北京奧運(yùn)會(huì)期間曾經(jīng)利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了大氣能見(jiàn)度以及污染顆粒的檢測(cè)。

大氣拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

基于高能量、高頻率的一款戶外全天候、全天時(shí)大氣氣溶膠激光雷達(dá)，可輸出大氣氣溶膠（顆粒物、沙塵、云等）消光廓線、退偏廓線、邊界層、光學(xué)厚度，進(jìn)一步反演大氣顆粒物廓線等，配備先進(jìn)三維掃描鏡頭，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、多方位的掃描功能，解析顆粒物空間立體分布狀況。

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拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

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基于Fernald法研究了激光雷達(dá)比設(shè)定值與激光雷達(dá)有效探測(cè)范圍內(nèi)氣溶膠光學(xué)厚度之間的函數(shù)關(guān)系。針對(duì)函數(shù)的連續(xù)性,提出了以光學(xué)厚度為收斂判據(jù),采用二分法反演低層氣溶膠激光雷達(dá)比的新方法。2014年7月下旬,利用太陽(yáng)光度計(jì)和西安理工大學(xué)自主研發(fā)的拉曼-米氏激光雷達(dá)對(duì)西安局部地區(qū)大氣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀測(cè),并利用所提出的方法進(jìn)行了數(shù)據(jù)反演。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,西安局部地區(qū)氣溶膠激光雷達(dá)比在觀測(cè)期間比較平穩(wěn),基本為44或45。降雨當(dāng)天,受大氣濕度影響,激光雷達(dá)比值較大為51。利用激光雷達(dá)米氏散射回波信號(hào)和太陽(yáng)光度計(jì)探測(cè)數(shù)據(jù),提出了采用迭代反演算法開(kāi)展氣溶膠激光雷達(dá)比精細(xì)反演新方法,對(duì)研究氣溶膠光學(xué)特性的精細(xì)反演算法具有重要的意義。