基于气象条件、激光雷达、风场和 HYSPLIT 轨迹模型等多源资料, 综合分析了 2019 年 3 月 26-28 日发生在甘肃省的一次强沙尘暴天气过程, 全面研究其发生发展、时空分布和垂直结构特征以及主要来源和传输路径。结果表明: (1) 高空横槽是引起此次沙尘暴天气的关键因子。此次沙尘起源于塔克拉玛干沙漠, 自西向东影响到甘肃省, 使部分城市环境空气质量转为严重污染。(2) 此次沙尘传输路径位于甘肃省以北地区, 沙尘在东移过程中沉降明显, 在传输过程中颗粒物浓度不断降低。通过分析沙尘传输时间可为下游城市空气质量预报提供参考。(3) 对于荒漠半干旱地区, 在风速较小的条件下也可能出现强沙尘天气。研究表明地基激光雷达观测资料能较好地分析沙尘暴天气的垂直发展过程, 对沙尘的传输路径及沙尘来源均具有很好的指示意义。

在考虑大气湍流效应、气象条件和孔径平均效应的条件下,对星地下行链路中基于等比合并算法的多孔径相干光接收机的性能进行研究,推导了其误码率(BER)分析模型,并基于该模型分析了各种湍流强度、气象条件和孔径大小对接收机灵敏度的影响。研究结果对于实际应用具有很好的指导意义。

利用经验公式计算了星地光链路在雾、雨、雪、云天气中的衰减，仿真结果表明：波长越长，雾对激光的衰减越小；雪对激光的衰减量高于雨对激光衰减量1～2个数量级；当光学厚度达到4.7时，云层对激光的衰减已达到20 dB以上。综合考虑我国的地理分布和气候特点以及云层覆盖情况，建议我国星地光通信地面站选址可以考虑西北地区的塔里木盆地-内蒙古西部戈壁沙漠-黄土高原西北部一带。