为了探究沙尘污染过程中高时空分辨率的结构特征, 利用相干多普勒测风激光雷达、地面观测站、中分辨率成像光谱仪, 结合卫星气溶胶光学厚度数据产品、欧洲中期天气预报中心第5代再分析资料（ERA5）以及混合单粒子拉格朗日积分轨道（HYSPLIT）后向轨迹模式, 分析了2019-10-27~2019-10-28内蒙古自治区锡林郭勒盟一次典型的沙尘天气过程。结果表明, 此次沙尘是受高空冷涡、蒙古气旋的共同影响, 配合冷锋在高温时段过境沙源地, 热力叠加动力条件有利于沙尘随西风扩散; 沙尘来临前后, 地表气温变化明显;卫星产品、HYSPLIT模式结合雷达风廓线可以更准确地确定沙尘来源, 激光雷达反演的气溶胶消光系数可反映边界层大气中气溶胶的变化情况;2019-10-28T02:00地面PM10的质量浓度达到最大值268μg/m3, 消光系数超过30km-1, 达到最大值, 雷达反演数据在时间上会有延迟; 城市下垫面使得沙尘污染快速减弱, 雷达所在的草地下垫面容易受垂直风切变影响产生持续性污染。该研究对应用相干多普勒测风激光雷达、认识沙尘的污染过程以及传输特性很有帮助。

当气流经过风电机组的扫风平面时, 风电机组下风处产生的尾流效应会对风电机组的发电效率、疲劳载荷产生不同程度的影响。基于相干多普勒测风激光雷达在江苏某海上风电场开展了全天候风场观测实验。由于紧邻风电机组的尾流垂直截面上风速呈双高斯分布规律, 利用传统单高斯拟合算法存在计算误差较大, 无法反映真实流场风速变化规律, 提出了一种单-双高斯模型拟合改进算法, 分析了目标风电机组尾流的尾流宽度、风速损失率和尾流长度等参数特征, 研究结果验证了单-双高斯拟合算法对尾流横向风速拟合的可行性和准确性。

相干测风激光雷达扫描测量模式下使用速度方位显示(VAD)方法反演水平风场时, 若不进行质量控制, 会使拟合数据精度大幅降低。基于最小二乘VAD拟合算法, 通过分析相干测风激光雷达扫描测量模式中的多种误差源, 设置了信噪比、数据残差、扫描区间有效数据、数据有效率四个判据对参与拟合的数据质量进行控制, 进而提出了基于以上判据的VAD逐级拟合质量控制方案, 设计了数据质量控制流程, 并对该方法进行了实验验证。通过对2 955组10 min平均激光雷达测风数据与高精度风杯数据进行对比分析, 结果表明: 经VAD逐级拟合质量控制流程后, 风速均方根偏差从0.97 m/s降低到0.54 m/s, 比对偏差降低约44%, 风向均方根偏差从7.47°降低到5.55°, 比对偏差降低约26%。

Usually, lidar detection systems are optimized for the measurement of the low intensity signal using the photon counting technique, but this approach results in the nonlinear signal response for the higher intensity signal. The problem is successfully solved by the combination of analog-to-digital (AD) and photoncounting (PC) detection. The optimized processing procedure of the signal combination of AD and PC is described, and the corrected result is analyzed and compared with the results by the dead-time correction method. In this way, the accuracy of wind and aerosol measurement in the nonlinear range is improved. In addition, the signal-to-noise ratios (SNRs) of the two detection methods of AD and PC are compared in the overall dynamic range of signal for the performance analysis.