红外与激光工程, 2020, 49 (8): 20190501, 网络出版: 2020-12-31   

星载云–气溶胶激光雷达光机系统结构及研究进展 下载: 585次

Opto-mechanical system structure and research progress of space-borne lidar for cloud-aerosol
作者单位
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031;中国科学技术大学研究生院 科学岛分院,安徽 合肥 230026;先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037;皖西学院 机械与车辆工程学院,安徽 六安 237012
2 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031;中国科学技术大学研究生院 科学岛分院,安徽 合肥 230026;先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
摘要
气溶胶辐射强迫效应主要通过气溶胶与辐射相互作用(aerosol-radiation interaction, ARI)和气溶胶与云相互作用(aerosol-cloud interaction, ACI)两种途径来影响地球辐射收支平衡,联合国气候变化政府间专家委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)在第五次报告指出,气溶胶与云的相互作用是最主要的不确定性辐射强迫因子之一。在云–气溶胶全球探测领域中,星载云–气溶胶遥感雷达的探测能力与发展方向对研究者们研究全球云–气溶胶分布特点越来越重要。首先对星载云–气溶胶遥感雷达技术的应用现状进行了分析,并针对典型星载云–气溶胶激光雷达(激光雷达空间技术实验LITE、正交偏振云–气溶胶激光雷达CALIPSO、云–气溶胶传输系统CATS、大气激光雷达ATLID)的探测任务、光机系统参数、结构及材料等技术特点进行了详细的分析研究;其次从工作机制、光机系统结构、应用材料和探测能力等方面对各星载云–气溶胶激光雷达系统特点进行了对比,提出星载云–气溶胶激光雷达光机系统结构设计特点与方法;最后分析了当前星载云–气溶胶激光雷达系统技术特点及发展方向,为我国发展星载云–气溶胶激光雷达提供技术方向及发展建议。
Abstract
The aerosol radiative forcing effect mainly influences the balance of the Earth’s radiation through two pathways, namely aerosol-radiation interaction (ARI) and aerosol-cloud interaction (ACI). However, uncertainty in ACI is one of the most important uncertainties in the Earth’s radiation factor in the IPCC AR5 report. In the field of aerosol-cloud global detection, the detection capability and development direction of space-borne lidar for cloud-aerosol remote sensing plays an very important role to study the global aerosol-cloud distribution characteristics. Therefore, the application status of space-borne lidar for cloud-aerosol remote sensing was analyzed firstly, and the technical characteristics about the detection task, opto-mechanical system parameters, structure and materials of typical space-borne lidar for aerosol-cloud (LITE、CALIPSO、CATS and ATLID) were focused on. Secondly, the characteristics of each space-borne lidar for aerosol-cloud were compared and analyzed from the aspects of working mechanism, opto-mechanical system structure, applied materials and detection capabilities. The design features and methods of opto-mechanical system of space-borne lidar for aerosol-cloud were proposed. Finally, the technical characteristics and development direction of the current space-borne lidar for aerosol-cloud were analyzed. The technical direction and development suggestions for the development of space-borne lidar for cloud-aerosol were proposed in China.

李路, 谢晨波, 庄鹏, 邢昆明, 方志远, 储玉飞, 邵甲第, 王邦新. 星载云–气溶胶激光雷达光机系统结构及研究进展[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190501. Lu Li, Chenbo Xie, Peng Zhuang, Kunming Xing, Zhiyuan Fang, Yufei Chu, Jiadi Shao, Bangxin Wang. Opto-mechanical system structure and research progress of space-borne lidar for cloud-aerosol[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(8): 20190501.

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