1 中国科学技术大学 地球和空间科学学院，安徽 合肥 230026
2 北京遥测技术研究所，北京 100076
气溶胶对全球生态系统、物质循环具有重要影响，研究气溶胶光学参量等基础数据反演的准确性意义重大。利用来自欧洲气溶胶研究激光雷达网的4个观测站点（波坦察、莱比锡、里尔、埃武拉）在两次集中观测任务中的数据，对使用不同大气模式的温度、压强数据在反演气溶胶光学参量（消光和后向散射系数）及气溶胶分类中所产生的影响进行研究。结果表明：选用不同的大气模式对气溶胶光学参量进行反演会导致计算结果出现偏差，其中对于Raman法获取气溶胶消光系数的影响较大，在355 nm和532 nm处的最大偏差均可达到~20%。大气气溶胶浓度也会对不同模式的气溶胶光学参量反演结果产生影响，并且随观测波长的不同而有所差异。此外，不同大气模式会使气溶胶激光雷达比以及Ångström指数等与气溶胶类型相关的参量反演结果产生偏差，并最终影响气溶胶的分类。文中研究结果对于揭示大气模式的选取在反演气溶胶光学参量中的重要性以及对于气溶胶分类乃至大气科学的相关研究都具有重要的参考价值。
大气模式 气溶胶 激光雷达 偏差 气溶胶分类 atmospheric model aerosol lidar deviation aerosol classification 红外与激光工程
2023, 52(1): 20220262
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国卫星海上测控部, 江苏 江阴 214400
高精度低仰角大气折射修正方法是提高海陆域光电测控系统全方位测控能力的重要保证。利用光线追迹方法, 建立了一种考虑大气空间不均匀性的低仰角大气折射修正方法;对修正方法的影响因素及误差进行了深入分析, 包括大气空间不均匀性和湍流对低仰角大气折射修正的影响;给出了不同折射修正精度对应的大气折射率高度分布所要满足的最大误差, 修正方法的数据基础为自主建立的基于实测廓线数据的三维空间格点化大气参数高度分布模式。利用建立的修正模型和格点化大气参数廓线模式对典型大气状况下的折射修正结果进行了分析。
大气光学 大气折射修正 低仰角 大气不均匀性 大气模式
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学，北京 100039
主要分析了我国典型地区(西北地区、沿海地区及大陆地区)在2～12 μm波段整层透过率与标准 大气模式(1976年美国标准大气、中纬度夏季及中纬度冬季)的偏差,并比较分析了上述两种大气 模式下,6种主要吸收分子的透过率偏差。结果表明:使用标准大气模式计算我国典型地区的整层大 气透过率存在一定的偏差,引起我国典型地区透过率与标准大气模式偏差较大的原因来自H2 O分子。 1976年美国标准大气模式计算我国沿海及大陆地区整层大气透过率的最大绝对偏差达 到0.40和0.22;中纬度夏季计算我国沿海及大陆地区7月份整层大气透过率的最大绝对偏差达到0.31和0.29; 中纬度冬季计算我国西北、沿海地区1月份整层大气透过率的最大绝对偏差达到0.1和0.36。采用标准大 气模式计算我国典型地区整层大气透过率存在一定的偏差,在计算我国区域内的大气透过率时必须考虑我国的大气模式。
典型地区 大气模式 大气透过率 绝对偏差 typical regions of China atmospheric model atmosphere transmittance absolute deviation
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
大气模式与气溶胶模型选择是影响定量遥感应用的辐射传输计算的重要因素。人们一般凭感性认识去进行选择, 有一定随意性, 对其带来的影响程度关注甚少。以太阳辐射计测量为依据, 对大气模式与气溶胶模型选择方法作了研究, 并利用经辐射定标过的光谱辐射计地面测量对辐射传输计算精度进行了验证。在昆明进行的试验表明, 在0.50～0.68 μm范围内, 选择中纬度冬季大气模式和大陆型气溶胶, 经辐射传输计算后得到的光谱辐射亮度与光谱辐射计测量结果一致性很好, 差别在3.3%以内；变换大气模式对辐射传输计算产生明显影响, 差别达10%左右；选择不同的气溶胶模型对辐射传输计算影响也很大, 差别达11%左右。基于辐射计测量的大气模式与气溶胶模型选择避免了主观选择的不可靠性, 有益于减少辐射传输计算或卫星遥感大气订正的误差。
辐射传输计算 大气模式 气溶胶模型 太阳辐射计 光谱辐射亮度 radiation transfer calculation atmospheric model aerosol type sun photometer spectral radiance
1 中国科学院电子学研究所,北京 100080
2 中国科学技术大学力学和机械工程系,安徽 合肥 230027
为了研究大气压强对激光推进耦合系数的影响,设计了一座真空仓,利用真空泵系统控制仓内气压从4.6×103 Pa到101.3×103 Pa之间变化。采用单脉冲能量为20 J的TEA CO2激光器,对挂有光船模型的冲击摆进行大气模式激光推进耦合系数的测定。实验发现随着真空仓内气压的上升,冲量耦合系数逐渐增大,当气压值达到34.6×103 Pa左右时,冲量耦合系数达到最大,随后伴同气压值的增加冲量耦合系数逐步下降。当入射激光单脉冲能量为10 J时,冲量耦合系数的峰值处的气压值略有降低。从激光等离子体冲击波的角度对这一现象进行了初步的分析和解释,预测了能量对冲量耦合系数的峰值影响。
激光技术 激光推进 TEA CO2激光器 大气模式 冲量耦合系数
1 中国科学院电子学研究所,北京,100080
2 中国科学院电子学研究所,北??100080
设计了触发间隔从100 ms到5 ms可调的双脉冲触发器驱动TEA CO2激光器高压开关,用以模拟激光器不同的输出脉冲重复频率.用该装置精确控制的不同激光脉冲重复频率下,对抛物面型光船模型进行了大气模式激光推进中冲量耦合系数的实验研究.发现冲量耦合系数随着重复频率的增加而下降,而单位时间内光船获得的冲量耦合系数的增量则随着重复频率的增加而增大.初步分析认为,这是由于飞行器内的空气未得到充分的补充造成的.
激光推进 脉冲重复频率 大气模式 冲量耦合系数 Laser propulsion Pulse repetition rate Air- breathing mode Momentum coupling coefficients
