大气激光雷达技术的研究进展_姚欢
中层大气风场探测激光雷达关键技术研究的开题报告
中层大气风场探测激光雷达关键技术研究的开题报告一、选题背景中层大气是指从地面开始到约80-100公里高度范围内的大气层，其中包括对全球气候和天气产生影响的平流层、中间层和顶层等，对于人类活动和自然界的生态系统、能量转移等都具有重要的影响。
中层大气的动力学、化学和物理过程与近地层大气和电离层相比较而言，研究的难度和复杂性较大。
中层大气的研究需要大气探测技术的支持，其中探测大气风场是十分关键的，可以为中层大气研究提供很多有价值的信息。
现有的探测方法包括声学、光学、电子探测等，但这些方法都具有各自的局限性，如声学探测难以避开地面、光学探测需要光学窗口、电子探测受到电离层的干扰等问题，因此需要开发新的探测方法。
激光雷达是一种新型的大气探测技术，它具有高分辨率、高灵敏度、高可靠性等优点。
利用激光回波信号的特征，可以获取大气中的温度、湿度、气压、风场等相关信息。
而且，激光雷达可以在白天和夜间，甚至在恶劣的气象条件下进行探测，因此在中层大气风场探测方面具有广泛的应用前景。
二、研究内容本研究将以中层大气风场探测激光雷达为研究对象，针对探测过程中的若干关键问题进行深入研究和探讨，主要包括以下内容：1.激光器和光学系统的设计和优化，实现高功率、高稳定性和高光束质量的激光器以及适应探测需求的光学系统。
2.信号处理算法的开发和优化，实现对回波信号的实时处理和分析，有效提取风场信息，同时减少干扰和误报率。
3.探测实验的设计和实施，验证激光雷达的探测能力和准确度，考察探测系统的实际运行情况。
4.数据处理和分析，制作风场图像和数据图表，分析中层大气风场的基本特征和运动规律。
三、预期成果通过本研究，预期取得以下成果：1.设计并制造出一台性能稳定、可靠性高、适应中层大气风场探测的激光雷达系统。
2.开发并优化出高效、准确的风场信息提取算法，建立完整的数据处理和分析体系。
3.开展实验探测，获取大量的中层大气风场数据，并进行综合分析和展示。
激光雷达在大气环境监测中的应用
激光雷达在大气环境监测中的应用随着人类社会的不断发展，大气环境污染问题日益凸显，我们需要通过各种手段进行监测和治理。
而激光雷达便是一种非常重要的手段。
激光雷达可以通过激光束的反射来获取大气环境的各种信息，从而实现对大气环境的快速、准确的监测和评估。
本文将介绍激光雷达在大气环境监测中的应用。
一、激光雷达的基本原理激光雷达利用的是激光束在传播过程中被大气环境中的气体、气溶胶等粒子所散射的原理。
一般来说，激光雷达的发射器会向周围空气发射激光束，激光束会在空气分子、云雾、烟雾、颗粒等大气环境物质中产生多次反射和散射，同时会随着时间的推移和传播距离的增加而逐渐减弱和消失。
激光雷达接收器接收到激光束反射回来的光信号后，便能够根据其强度和时间信息，对大气环境的各种特性进行分析和评估。
二、激光雷达在空气污染监测中的应用1. 大气颗粒物浓度监测激光雷达能够对大气中的颗粒物进行实时检测，而且检测精度高、速度快。
激光雷达可以测量颗粒物的浓度、分布、形态等多个参数，粒径分布范围可以从几纳米到数毫米之间，对于大气污染的监测和评估非常有意义。
例如在城市大气环境污染监测中，可以利用激光雷达对大气重要污染物细颗粒物（PM2.5）的浓度进行实时检测，以判定空气质量是否达到标准和防范污染危害。
2. 大气物理参数监测激光雷达不仅可以检测颗粒物的浓度，其还可以对大气物理参数进行测量。
例如可以通过激光雷达对大气湍流、温度、湿度、风速、风向等参数进行探测，而且精度更高、时间分辨率更短，成为大气物理参数监测的重要手段。
3. 污染源监测利用激光雷达技术，我们可以对城市和大型工业区等区域的大气污染源进行监测。
例如对污染物排放口、烟囱等处进行扫描，利用反射激光辐射被污染物的信息，可以获得直观的污染来源地点和浓度分布信息，从而更好地掌握污染源信息，为治理提供科学依据。
三、激光雷达在应急污染事件监测中的应用中国地大物博，各种应急事件发生的几率不断升高。
星载大气探测激光雷达发展与展望
星载大气探测激光雷达发展与展望星载大气探测激光雷达发展与展望引言：随着科技的不断进步，气象预测和大气环境监测对于人类生产生活的重要性日益凸显。
而星载大气探测激光雷达（Lidar）作为一种新兴的遥感技术，具有高分辨率、高精度和高灵敏度的优势，正在成为大气观测的重要工具。
本文将对星载大气探测激光雷达的发展历程和应用前景进行深入探讨。
一、星载大气探测激光雷达的发展历程1. 早期大气探测激光雷达技术大气探测激光雷达的发展可以追溯到20世纪60年代。
早期的大气探测激光雷达主要通过接收散射回波来探测大气中的云、雨滴、雪花等微粒。
然而，由于技术限制和设备的复杂性，早期的大气探测激光雷达无法实现对大范围、多参数的观测。
2. 星载大气探测激光雷达的出现随着激光技术和遥感技术的快速发展，星载大气探测激光雷达在20世纪80年代初得到了实质性的突破。
激光雷达的脉冲反射特性以及其对气体和云层中多种粒子的散射特性研究为星载大气探测激光雷达的发展奠定了基础。
3. 星载大气探测激光雷达的关键技术进展随着星载大气探测激光雷达的发展，一系列关键技术逐渐成熟。
例如，激光脉冲的发射和接收技术、激光雷达的波长选择和功率控制技术、目标检测和恢复算法等。
这些关键技术的突破使得星载大气探测激光雷达能够实现更高的分辨率和更精确的观测结果。
二、星载大气探测激光雷达的应用领域1. 大气物理过程研究星载大气探测激光雷达可以实时观测大气中的云层、雾霾、气溶胶和水汽等。
通过对这些大气组分的探测，可以研究云的形成和演化、雾霾的形成机制、气溶胶的来源和影响等。
这对于深入理解大气物理过程和环境变化具有重要意义。
2. 气象预测与灾害监测星载大气探测激光雷达的高分辨率和高灵敏度使其成为气象预测和灾害监测的重要工具。
通过对大气温度、湿度、风场和降水等因素的观测，可以提供精确的气象数据和预测模型，有助于改善气象预报的准确度和时效性，提高灾害预警和风险管理的能力。
3. 大气环境监测与气候变化研究星载大气探测激光雷达可用于大范围、高精度的大气环境监测与气候变化研究。
《2024年利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度》范文
《利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业化的快速发展，灰霾天气逐渐成为我国许多城市面临的重要环境问题。
灰霾天气不仅对人们的健康产生严重影响，还对交通运输、能源供应等社会生产生活活动造成严重影响。
为了有效应对灰霾天气，对大气边界层高度的准确探测显得尤为重要。
激光雷达技术作为一种新型的遥感探测技术，具有高精度、高分辨率、实时动态等优点，为灰霾天气大气边界层高度的探测提供了新的手段。
本文旨在探讨利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度的方法和效果。
二、激光雷达技术概述激光雷达是一种利用激光作为发射源的雷达系统，通过向目标发射激光束并接收反射或散射回来的激光信号，实现对目标的距离、速度、方向等信息的获取。
激光雷达具有高精度、高分辨率、抗干扰能力强等优点，在气象、环保、军事等领域得到广泛应用。
在灰霾天气大气边界层高度的探测中，激光雷达可以通过发射激光束，获取大气中颗粒物的散射信号，从而推断出大气边界层的高度。
三、利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度的方法1. 激光雷达系统组成激光雷达系统主要由激光发射器、光学接收器、信号处理器等部分组成。
在灰霾天气大气边界层高度的探测中，需要选择合适的激光雷达系统，确保其具有较高的分辨率和灵敏度。
2. 数据采集与处理利用激光雷达系统，可以实时采集大气中颗粒物的散射信号。
通过对这些信号进行处理和分析，可以得到大气的光学厚度、颗粒物浓度等信息。
结合气象学原理和模型，可以推断出大气边界层的高度。
3. 灰霾天气条件下的特殊处理在灰霾天气条件下，大气中的颗粒物浓度较高，对激光雷达的探测结果产生影响。
因此，需要对采集到的数据进行特殊处理，如去除噪声、校正大气衰减等，以提高探测的准确性和精度。
四、实际应用效果分析通过实际应用发现，利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度具有以下优点：1. 高精度：激光雷达具有较高的分辨率和灵敏度，可以准确获取大气中颗粒物的散射信号，从而推断出大气边界层的高度。
激光雷达对大气污染的监测
激光雷达对大气污染的监测
Kols.,HJ;高国龙
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】1992(000)003
【总页数】3页(P19-21)
【作者】Kols.,HJ;高国龙
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.98
【相关文献】
1.大气污染监测车载激光雷达系统研制进展 [J], 安徽光学精密机械研究所;中科院综合计划局项目管理处
2.江津区大气污染源的激光雷达监测研究 [J], 秦皓;肖艳平;牟军;廖雨超
3.车载大气污染监测激光雷达样机研制进展 [J], 张寅超;胡欢陵;谭锟;杨高潮;刘小勤;邵石生;邓敏;张高勇
4.基于激光雷达分析2020年冬季镇江地区一次大气污染过程 [J], 邱坚;田苗苗;张先宝;韩珣;王静
5.城市大气污染健康危险度评价的方法第四讲大气污染的暴露评价第一节大气污染的监测(续三) [J], 陈国海;张元茂
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大气探测激光雷达的进展研究
三 十 多 年 的 时 间 。 得 了 国 际 相 关 领 域 同行 的认 可 ． 获 并取 得 了 优 秀 的 激 光 雷 达 种 类 繁 多 ， 照 现 代 激光 雷 达 的 概 念 ， 以将 其 进 行 如 成 绩 。 按 可 １６ ９ ５年 中科 院大 气 物 理 所 研 制 了 我 国第 一 台探 测 大 气 气溶 胶 的 下 分 类 【 】 ： 该 主要 用 按 激 光 波 段 分 ． 紫外 激 光 雷 达 、 见 激 光 雷 达 和 红外 激 光雷 达 ： 激 光 雷 达 系 统 ， 系 统 采 用 红 宝 石 激 光 器 作 为 激 光 发 射 单 元 ， 有 可 云 按激 光 介 质 分 ， 气 体 激光 雷 达 、 有 固体 激 光 雷 达 、 导 体 激 光 雷 达 和 二 于 水 汽 、 和大 气 臭 氧 方 面 的探 测 。 以后 的几 年 中该 所 又 研 制 了 用 于 半 极 管激 光 泵浦 固 体 激 光 雷 达 ； 激 光 发 射 波 形 分 ， 脉 冲激 光 雷 达 和 测 量 大 气 气 溶 胶 消 光及 大 气 斜 程 能 见 度 的米 散 射 激 光 雷 达 以 及 大 型 按 有 这 连 续激 光 雷 达 ； 运 载 平 台分 ， 地 基 激 光 雷 达 、 载 激 光 雷 达 、 载 多 波 长 激光 雷 达 系统 ， 对 于 高 对 流层 和平 流 层 大 气 气 溶 胶 以及 平 流 按 有 车 机 激光 雷 达 、 载 激 光 雷 达 、 船 星载 激 光 雷 达 和 便 携 式 激 光 雷 达 等 ； 用途 层 臭 氧 的探 测 是 非 常 必 要 的 。 按 分 ， 激 光测 距仪 、 踪 识 别 激 光 雷 达 、 航 激 光 雷 达 、 散 射 激 光 雷 有 跟 导 米 达、 气监测激光雷达等。 大 中 科 院 安 徽 光 学 精 密 机 械 研 究 所 在 激 光 大 气 探 测 研 究 中取 得 的 成 果 也是 非 常显 著 的。 所 于 １９ 年 建 立 了 当 时 我 国最 大 Ｌ ２ 该 ９１ ６ ５激 光
激光雷达技术在大气环境监测中的应用探究
激光雷达技术在大气环境监测中的应用探究摘要：本文以Raman激光雷达、Mie激光雷达及多普勒激光雷达为研究对象，对他们在大气环境监测中的应用情况进行了分析，希望能够给大气环境监测提供一些参考。
关键词：激光雷达；大气环境；监测前言激光雷达因其波长短、方向性好、体积小、分辨率高等优势在军事、科学研究等多个领域都得到了广泛应用，尤其是在大气环境检测中得到了更有效的应用。
它能够对大气成分、密度、温湿变化情况进行监测，获取精准的数据信息，为大气预报等各项管理决策工作提供准确的参考依据。
1 Raman激光雷达在大气环境监测中的应用Raman散射是激光和大气中各分子弹性作用的过程，散射光波长、入射光等都是不一样的，出现了向长短波移动的现象。
散射光频率的变化，会随着入射光、作用的分子的差异而不同。
通过对该散射光频率、强度光谱图的观察和分析，就可以将大气中分子的信息提取出来。
因此， Raman激光雷达能够对大气中某种污染气体浓度分布情况进行测量，接收浓度信息需要用到光谱分析仪[1]。
本次实验用Raman激光雷达监测了机动车尾气成分。
其所用到的探测光是波长为337nm的激光。
图1为正常大气气体拉曼后向散射及频率不变成分（瑞利及米散射成分）的光谱图。
这里所说的拉曼分析指的是散射光谱，该种光谱分析法是在印度科学家C.V.拉曼发现的拉曼散射效益的基础上产生的，对入射光频率各散射光谱加以分析，得出了分子振动、转动等相关的参数信息，其主要是进行分子结构的研究。
在图1中，每个对应一个分支拉曼散射线波长。
正常大气成分有氮气、氧气等分子。
在得出正常大气环境下的光谱图后，对机动车尾气成分拉曼频移进行分析，以此得到气体的组成。
由探测结果能够看出，机动车尾气成分中还有二氧化硫、一氧化氮等有毒有害气体成分。
随着激光雷达技术的不断发展，Raman激光雷的应用领域将会更加广泛[2]。
图1 机动车尾气各分子的拉曼光谱图2 Mie激光雷达在大气环境监测中的应用Mie激光雷达也可以成为激光阵列距离扫描仪，是将激光当作发射器的遥感探测系统，是微波、毫米波雷达的发展和延伸，其发射出光脉冲，在大气环境中传播，当射线与大气中的粒子、分子相遇之后，就会从各个方向进行折射、反射，这时就出现了散射现象。
《2024年星载大气探测激光雷达发展与展望》范文
《星载大气探测激光雷达发展与展望》篇一一、引言随着科技的不断进步，星载大气探测激光雷达（简称大气激光雷达）在地球科学、气候研究、大气污染监测等领域的应用越来越广泛。
大气激光雷达以其高精度、高分辨率的探测能力，为大气环境监测和气候预测提供了重要手段。
本文将介绍星载大气探测激光雷达的发展历程、现状以及未来展望。
二、星载大气探测激光雷达的发展历程1. 初期研究与发展大气激光雷达的初期研究始于20世纪70年代，当时主要应用于地面大气探测。
随着技术的不断发展，研究人员开始尝试将激光雷达技术应用于卫星遥感领域，以实现对大气的远程探测。
2. 技术突破与卫星搭载进入21世纪，随着激光技术和卫星技术的不断发展，星载大气探测激光雷达技术取得了重大突破。
多个国家开始将大气激光雷达搭载在卫星上，实现对大气的全天候、全天时监测。
3. 多种类型激光雷达的研发随着应用需求的不断增加，多种类型的星载大气探测激光雷达被研发出来。
例如，差分吸收激光雷达（DIAL）和拉曼激光雷达等，它们在探测大气成分、气溶胶、云和降水等方面具有独特优势。
三、星载大气探测激光雷达的现状1. 技术成熟度目前，星载大气探测激光雷达技术已经相对成熟，多个国家已经成功将大气激光雷达搭载在卫星上，并实现了对大气的实时监测。
2. 应用领域星载大气探测激光雷达在地球科学、气候研究、大气污染监测等领域得到了广泛应用。
例如，它可以用于监测大气中的气溶胶、云和降水等成分，为气候变化研究和天气预报提供重要数据支持。
3. 发展趋势随着技术的不断发展，星载大气探测激光雷达的分辨率和精度不断提高，其在全球气候变化监测、大气污染防治等领域的应用前景广阔。
四、星载大气探测激光雷达的未来展望1. 技术创新与突破未来，随着技术的不断创新和突破，星载大气探测激光雷达的探测能力将进一步增强。
例如，研究人员将继续优化激光雷达的光源、接收器和数据处理算法，提高其探测精度和分辨率。
同时，新型的星载大气探测技术也将不断涌现，如量子级联激光雷达等。
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收稿日期： 2014-03-24 基金项目： 国家自然科学基金项目（11104201）；天津大学光电信息技术教育重点实验室开放基金. 作者简介： 姚 欢（1990—），女，硕士研究生；倪晓昌（1974—），男，教授，硕士生导师，研究方向为飞秒激光技术应用及光信号检测技术.
第3期
姚 欢，等：大气激光雷达技术的研究进展
激光雷达诞生于 20 世纪 60 年代，自其诞生以 来，激光凭借高亮度性、高单色性、高相干性和高方向 性等特点获得了飞速的发展[1]。激光问世后的第 2 年， 科学家就提出了激光雷达系统的设想[2]。测距技术是 激光雷达最原始的应用，经过 50 多年的发展，激光雷 达现已用于跟踪、扫描成像、多普勒成像等多领域中， 并且随着激光雷达应用领域的不断扩展，激光雷达已 发展成为一类集多种功能于一体的系统[2]。与微波雷 达相比，激光雷达的波长很短，两者相差 3 个数量级， 且激光的单色性好，故呈现出较强的抗干扰能力和较 高的分辨率，这也是激光在各领域中能广泛应用的重 要原因之一[3]。其应用领域涉及军事、医学、科学研究 和环境监测等，特别是在大气检测方面显示出了独特 的优势和广阔的发展前景。针对世界各国对大气环境
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space Technology Experience，LITE）；又于 2000 年后发 射了五颗搭载激光雷达仪器的卫星，为地球科学提供 了大量的相关数据[5]。俄罗斯研制了一种远距离地面 的激光雷达毒气报警系统，这一系统是通过对气溶胶 的特性研究获得的，通过对化学毒剂的实时探测，从 而确定毒剂气溶胶云的离地高度、中心厚度以及斜距 离等相关参数，从而为人们提供预警[6]。此外，德国也 研制出了一种可发出 40 个不同频率激光的连续波 CO2 激光雷达，可识别和探测 9~11 μm 波段光谱能量 的化学战剂，可为大气环境的检测提供有效的数据[7]。
目前，在气候研究中应用最广泛激光雷达的是美 国航天航空局于 2006 年 4 月 28 日由德尔塔-Ⅱ火箭 搭载发射成功的 CALIPSO （Cloud-Aerosols Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations） 卫星上的云气溶胶正交偏振激光雷达 CALIOP （Cloud-Aerosols Lidar and Orthogonal Polarization）[12-13]。CALIOP 是一台 偏振敏感双波长激光雷达，系统中的激光器可以分别发 射532 nm 和 1 064 nm 波长的激光作为的输出脉冲，
与此同时，国内对激光雷达的应用和研究也在迅 猛发展，20 世纪六七十年代，中国科学院大气物理所 在周秀骥院士、吕达仁院士、赵燕曾研究员等主持下 成功研制出了我国第一台米散射激光雷达，同时开展 了有关云和气溶胶特性的探测工作[8]。随着激光雷达 在大气检测方面应用的不断发展，目前我国已经建立 了 12 个沙尘暴长期观测站[3]。随着应用的不断扩大， 国内已有许多单位开始运用激光雷达系统进行大气 参数的探测研究，如安徽光学精密机械研究所、中国 海洋大学、中国科学技术大学、上海光学精密机械研 究所、武汉大学、兰州大学等。
Abstract ： Laser is one of the most significant scientific and technological achievements， which was invented in the 1960s. It was produced in the background of full theoretical production and the urgent need in the practical production. And lidar is currently involved in a wide range of applications. This paper just focuses on the application in the atmosphere analysis， which mainly includes the detection of aerosols， clouds and boundary of layer， atmospheric composition， temperature， accuracy of inversion PM2.5 concentration， and so on. At the same time， the related principles and the partial experimental results are shown here and the development trend of future atmospheric lidar is also pointed out. Key words： lidar； atmospheric monitoring； aerosols； atmospheric composition
图 2 和图 3 分别为利用 CALIPSO 2014 年 2 月 9 日与 2 月 15 日，波长为 532 nm 的激光数据测得的天 津地区（以北天津为中心方圆 100 km 半径区域）气溶 原始数据，结合自编品质筛选技术，利用数据中的消 光 QC 标志 （Extinction QC Flag）、云和气溶胶得分 （CAD Score）、 大 气 容 量 描 述 （Atmospheric Volume Description）及其相关不确定性参数，编写 Matlab 程序 进行筛选而获得的大气中气溶胶的平均消光。根据国 家监测点对京津冀地区的空气质量检测结果，2 月 9 日空气质量为优，2 月 15 日为重度污染。从图中可以 看出，2 月 15 日气溶胶平均消光无论从区域还是程度 上都明显大于 2 月 9 日，即 2 月 9 日的空气质量明显 优于 2 月 15 日。一方面，如图 3 所示，2 月 15 日气溶 胶的消光系数在高度约 1.2 km 处达到饱和，低于该高 度时，基本无法探测到相关的气溶胶消光系数，这说 明低空大气污染较为严重，悬浮在空气中的颗粒物将 用于探测的激光能量全部吸收，故探测不到回波信 号。另一方面，图 2 中筛选过的平均消光系数变化范 围基本在 0~0.3 之间，而图 3 中的变化范围基本在 0~ 1.2 之间，即 2 月 15 日的平均消光系数的变化范围约 是 2 月 9 日的 4 倍，故 2 月 9 日的大气状况要优于 2 月 15 日。这都充分说明了 CALIPSO 测量数据与地面 监测站所获得数据的一致性。
摘 要： 激光是 20 世纪 60 年代发明的最重大的科学技术成果之一，它是在有理论准备和生产实践迫切需要的背 景下应运而生的。激光雷达目前涉及的应用领域十分广泛，本文着重介绍了其在大气方面的应用，其中主要包括对 气溶胶、云和边界层的探测，大气成分的探测，温度的探测，反演 PM2.5 浓度的精度等研究。同时介绍了相关的原理， 并给出部分实验测试结果，指出了大气激光雷达的未来发展趋势。 关键词： 激光雷达；大气监测；气溶胶；大气成分 中图分类号： TN958.98 文献标识码： A 文章编号： 2095 － 0926（2014）03 － 0020 － 07
大气传输过程中衰减小，为环境和大气风场的监测工 作做出了很多贡献。
2 云、气溶胶和边界层的探测
气溶胶、云和边界层是影响气候变化的 3 个重要 因素，它们的变化往往会影响到大范围区域内的天气 变化[10]。大气气溶胶系统的作用是复杂的，悬浮于大 气中的微粒的直接相互作用可以将太阳光反射或者 吸收，这些颗粒还可以间接地改变云的性质。对天 气的变化，云层不仅仅可以起到指示的作用，还可以 对其进行调节，此外，地球气候系统的辐射能量收支 也可以通过云经行调控，所以全球气候在很大程度上 会根据云参数的变化而变化[11]。边界层高度的确定与 云、气溶胶特性变化规律同等重要，是大气边界层的 重要参数，所以对于空气污染物的传输模式、扩散以 及污染物预报模式而言，确定边界层并准确掌握其变 化规律是首要任务。
第 24 卷 第 3 期 2014 年 9 月
天津职业技术师范大学学报 JOURNAL OF TIANJIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION
Vol.24 No.3 Sep. 2014
大气激光雷达技术的研究进展
姚 欢，倪晓昌，王 宣
（天津职业技术师范大学电子工程学院，天津 300222）
Advances in atmospheric lidar technology
YAO Huan， NI Xiao-chang， WANG Xuan
（School of Electronic Engineering， Tianjin University of Technology and Education， Tianjin 300222， China）
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天津职业技术师范大学学报
第 24 卷
532 nm 通道获得的回波信号可以进行正交偏正检测， 从而分辨云的冰相和水相，而气溶胶的尺寸可以通过 两波长之间的后向散射信号差来区分。该激光雷达可 提供 30 m 的垂直分辨率，随着卫星绕地探测，为大气 科学提供了丰富的气溶胶垂直分布和云的特性信息。 CALIOP 是典型的空基激光雷达，由于高空的空气质 量明显高于低空，激光的衰减较小，故在垂直高度上 能测量出更长距离的高空数据。另一方面，随着卫星 围绕地球做周期性的运动，它可以进行全球范围的观 测，包括沙漠、海洋、南北极等其他激光雷达难以观测 到的地区。CALIOP 能够获得高空、远距、长期、季节性 的数据，这为气象监测工作提供更加全面的信息。 CALIOP 的观测结果可以用来作为模式输入，与模式 结果进行比较，以验证模式结果或其他观测工具的观 测结果。CALIOP 在气候研究中的主要应用包括探测 气溶胶的垂直分布和水平特征，诊断云量和云的垂直 分布，计算云和气溶胶的光学特征，估计火灾、火山爆 发、风暴等对气溶胶浓度的影响等，通过这些计算和 分析可了解气溶胶和云的变化规律，从而更加清晰地 认识它们是如何影响气候的[10]。