全温域、全量程下空气湿度的测量一直是大气探测领域一个世界性的难题,露点仪以其独特的探测原理,能够 在全温度量程内进行测湿,具有广阔的推广前景,但在实际中却一直没有实现业务化应用。在对当前国内 外冷镜式露点仪发展现状详细介绍的基础上,详细论述了露点仪在业务化应用过程中需要重点解决的关键技术和问题。

介绍了实时连续遥感探测大气温度廓线、湿度廓线和液态水含量廓线的地基微波辐射计。通过无线电气球探空测量 的温度、湿度廓线、太阳辐射计测量的晴天水汽总量与微波辐射计探测结果的对比,证明该微波辐射计可以可靠地 探测大气温度、湿度和水汽总量。通过对两个典型天气事件微波辐射计的观测数据分析表明：微波辐射计还可以监 测云和天气变化的过程信息。

测量大气湿度廓线对短时天气预报和长期气候分析有重要意义。概述了目前探测大气湿度廓线的几种方法,指出了这些 方法存在的一些问题,突出了风廓线雷达测量大气湿度廓线的优越性。论述了风廓线雷达反演湿度廓线的理论,利用 合肥2009年9月29日三个时间段的风廓线雷达数据和探空数据,通过计算雷达测得的大气湍流耗散率和探空得到 的温度廓线,分析计算得到三个时刻的湿度廓线,能够得到比较可信的结果,显示利用风廓线雷达反演湿度廓线是可行的。

提出了一种基于加速正则化Richardson-Lucy(RL)算法的大气湍流退化图像盲复原方法(AccRLTV-IBD)。在总变 分(TV)正则化RL算法的基础上,引入二阶矢量外推加速技术对其进行加速,形成加速正则化RL(AccRLTV)算法,并将 该算法应用到迭代盲目反卷积(IBD)算法中。使用长曝光大气湍流光学传递函数(OTF)的物理模型或根据图像来 获取初始的点扩散函数(PSF),在灰度平均梯度(gray mean grads, GMG)的基础上定义了一个相对灰 度平均梯度(relative gray mean grads, RGMG)参数作为无参考图像复原质量的评价标准。模拟图像和 实际湍流退化图像复原结果表明,基于RL的IBD算法要优于基于Wiener滤波的IBD算法,并且与RL-IBD算法 相比, AccRLTV-IBD收敛速度更快,复原效果更好。

利用抽取式傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量系统于2010广州亚运会期间对广州白云机场地区大气中的 多种污染气体进行了连续监测。介绍了系统组成和光谱定量分析方法,并对浓度结果进行了分析。结果显 示,一氧化碳和臭氧小时均值浓度具有日周期变化,虽然在监测期间出现了几个极值,但是仍然达到国家二 级标准。乙烯和乙炔小时均值浓度具有同步变化规律,两者应来自同一排放源。在整个亚运会期间所监 测的污染物组分中未发生明显超标状况,在此期间采取的减排控制措施是有效的。

以高亮LED为激发光源研究了藻类光合作用活性的快速、原位测量方法。通过对不同藻类的吸收光谱曲线分析,结合 实验测量研究了在藻类光合作用活性测量中采用测量光、饱和脉冲光和光化光三种不同激发光照情况下获得的光 诱导荧光曲线；为了提高激发光源的稳定性,研究并设计了基于升压式的LED恒流驱动电路,消除了电源电压波动和 温度变化等对光源光照度不稳定性的影响,为藻类光合作用活性测量系统的设计提供了基础参数。

差分法(extinction minus scattering)是气溶胶吸收系数的常用测量方法之一。针对气候变化对气溶胶吸 收系数的敏感性要求,理论分析了基于光腔衰荡光谱测量消光系数、散射系数的不确定度,推导了气溶胶吸 收系数的不确定公式,并讨论了不同气溶胶单次散射联合反照率下气溶胶吸收系数的不确定度值,为研究 大气气溶胶吸收对气溶胶辐射强迫以及气候强迫的影响提供参考。

遥感图像的获取、传输过程中很容易受到噪声的污染。在研究形态成分分析(MCA)稀疏分解和遥感图像 修复方法的基础上,提出了基于MCA稀疏分解的自适应去噪方法和基于图像修复的去噪方法。通过对比其他 经典去噪模型,发现前者适合自适应有效去除高斯白噪声,后者对灰度或彩色遥感图像的椒盐噪声能自适应有 效去除,且能够同时去除“胡椒”噪声和“盐”噪声,无论是主观视觉效果还是客观量化评价效果都要优于常见模型。

用机载激光测高仪对单木树冠进行自动提取和轮廓描绘,是获取森林信息的一种快速有效的方法。机 载激光测高仪可通过记录回波波形来描绘单树植被冠盖 等细节信息,但由于激光足印较小,很难给出树木种群的细节尺度参数,如树的冠盖大小、树径等。提出 把若干小激光足印复合成大激光足印的方法, 并通过高斯分解算法导出植被冠层高度、植被冠层反射率和中值能量高度等大尺度参数。实验结果表 明,通过把固定数量的小光斑激光足印复合成一个大光斑 激光足印的方法,能反演出更多的单树外围尺度参数,为植被垂直结构分析提供更多的可靠保证。

为了发展基于参量上转换的红外成像技术,依据可将10.6 μm红外辐射转换至可见波段的上转换器的理 论模型,计算模拟了GaSe、ZnGeP2和AgGaS2 晶体在各种相位匹配方式下的相位匹配角、走离角、和频 允许角和有效非线性系数,并对结果进行了分析和对比。ZnGeP2 晶体和AgGaS2 晶体均可以实现非临界 相位匹配,和频允许角能达到6
以上,其中ZnGeP2 的有效非线性系数可达75 pm/V,两者都是比较理想的 上转换晶体。模拟计算的结果为进行长波红外的非线性频率上转换实验提供了理论指导。

大气水平能见度是交通运输等领域的重要气象要素之一。基于透射式水平能见度的测量原理,提出采用角反 射器的单端透射式能见度测量方案。该系统的发射器和接收器组合一体,便于光路校准,光路往返增加了水平 气柱样本长度,扩大了能见度测量范围。利用锁相放大技术抑制噪声有效提高能见度测量精度,测试结果得出,锁 相放大电路测量大气透过率与实际值的相关系数达0.9998。最后给出大气能见度实测结果,定量计算显示,与 国外能见度仪的测量结果相关系数R为0.9904。

非制冷焦平面红外热像仪其核心部件是红外焦平面阵列,以法国UILS公司生产的UL01011型非制冷焦平面红外探测器技 术参数为基础,其工作波长范围为8~14 μm,温度感测范围为－200℃。为拓展测温范围,在非制冷焦 平面红外热像仪前加装衰减波片,通过对不同衰减波片的实验数据的计算,得出不同条件下的测温范围,以完善其测量广度。