建筑工地扬尘等气溶胶是大气污染的重要来源,激光雷达是探测建筑工地基坑开挖阶段气溶胶水平时空分布的有力手段。一台532 nm波长的便携式微脉冲激光雷达发射激光并接收气溶胶颗粒与激光相互作用的后向散射回波信号,结合颗粒物浓度监测仪,利用Klett法和分段斜率法反演气溶胶水平消光系数和PM₁₀质量浓度。结果表明,用激光雷达探测的消光系数反演工地PM₁₀质量浓度是可行的。当基坑开挖、渣土外运等施工作业开始时,工地内的气溶胶颗粒浓度明显高于周边区域,且会向周边扩散;停止施工后,在无风情况下,气溶胶颗粒会聚集在工地区域内,PM₁₀质量浓度会维持在一个高水平阶段。研究结果为掌握并控制工地气溶胶颗粒排放情况提供了技术支撑。

为了更加方便快捷地获取能见度并且实现对能见度的长期观测, 基于暗通道先验的理论基础对于视频图像的能见度提取方法进行了分析和研究。通过对观测获得的全天不同时刻的目标图像进行亮度分析从而得到对应的大气透过率和能见度, 并进一步将能见度提取结果与相同条件下实测激光雷达能见度数据进行了对比。研究结果表明, 提取的能见度结果与实测数据吻合度较高, 相关系数达到 0.96616。

提出了一种基于相关计算的激光雷达三光束二维风场反演方法。三束激光从同一平面发射,通过计算三束激光时间序列上的回波信号相关性反演二维风场信息。详细阐述了三光束二维风场反演方法的原理和计算过程,基于此方法搭建了相关二维测风激光雷达系统,实现了30 m距离分辨率和1 s时间分辨率的二维风场探测。分析了系统中激光雷达夹角对测量结果的影响和相关计算时不同时间序列长度下相关系数曲线的变化,给出了合适的激光雷达夹角和时间序列长度。用该系统进行了水平测风实验,对比了系统探测数据和探测路径上风塔的风速、风向传感器数据,结果表明系统和传感器的数据具有较好的一致性。

MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关, 可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂, 本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度, 对采集到的荧光数据进行分析, 得出miRNA的变化情况。实验得出便携式miRNA快速检测系统在试剂浓度为0.1~1 μmol时, 荧光强度线性偏倚不超过±5%, 系统重复性大于95%。通过对冠心病检测标志物miR-499进行滚环扩增实验, 结果表明设计的便携式miRNA快速检测系统能够快速有效地检测miRNA。

基于微脉冲激光雷达测量数据，提出了利用气溶胶标高计算整层大气气溶胶光学厚度(AOD)的算法。首先利用激光雷达垂直和水平测量数据分别反演得到气溶胶垂直消光系数廓线和近地面水平方向的消光系数；然后将气溶胶垂直消光系数廓线分为4种类型，分别按照不同的方法拟合得到气溶胶标高；最后将气溶胶标高与近地面消光系数相结合，可得到整层大气AOD。将计算结果与同一地区相同时刻太阳光度计的测量结果相比较，发现二者具有较好的一致性，平均相对误差不超过6.7%。所提方法为白天少云和夜晚时段大气AOD的反演提供了一种新的技术手段。

为了实现MicroRNA的快速检测, 设计了一种便携式MicroRNA快速检测仪.基于等温滚环扩增技术, 采用光电检测方法, 检测标志物受激发出的荧光光强, 建立特征荧光分析检测系统.通过改变激发光强度、MicroRNA试剂浓度等参量, 验证了该仪器可测量的MicroRNA的浓度范围为0.01~0.1 μmol, 可检测出的最低检出限为7个拷贝数, MicroRNA浓度与荧光信号强度之间为线性关系(R2=0.999 1).

概述了有关雨滴谱测量的主要参数;分别讨论了传统的地面雨滴谱测量手段,它们普遍存在着测量 精度低、误差大、测量工作量大、实时性差等缺点；对测量雨滴谱的新型工具-激光雨滴谱仪的 测量原理进行了详细分析,对比传统的测量手段,指出激光雨滴谱仪在雨滴谱测量方面的优点; 给出激光雨滴谱仪在雨滴谱测量、降水测量和气象雷达因子校正等方面的应用;展示国内外激 光雨滴谱仪的研制及应用现状,介绍了中科院大气成分与光学重点实验室在激光雨滴谱仪研制方 面的工作进展,对近年来国内应用激光雨滴谱仪所开展的实验进行了简单论述。

在大气-海洋系统中如果不考虑气溶胶垂直分布将给离水反射率的反演带来一定的误差,进而影响水色遥感 的精度。利用辐射传输模型模拟了气溶胶垂直分布对大气层顶(TOA)反射函数的影响,结果表明:当不能正确 考虑气溶胶垂直分布特性时, TOA反射函数将会产生10%甚至30%的误差;气溶胶吸收性越强、光学厚度 越大,所产生的的相对误差()也就越大;气溶胶吸收性越强, 受相对方位角的影响 也越大;当气溶胶具有强吸收性时,其分布高度越低, 越大。