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
利用合肥气象站点1953~2011年的日平均气温资料,应用Mann-Kendal法分析了合肥地区近60年 由冬入春(1~4月)的日平均气温变化情况。确定了日平均气温变化趋势,合肥地区日平均 气温上升的始点和突变点,并利用 Yamamoto法对突变点做了检验。对气温上升始点和经过验 证的突变点的日期进行了频数统计。结果表明,合肥地区由冬入春气温上升始点的波动性较 大,对应日期分布比较离散,位于1月30日~2月10日的相对较多。气温突变点的起伏较小,对应日 期分布比较集中,位于1月10日~15日的最多,而位于1月10日~20日的天数频率超过了50%。
日平均气温 突变分析 突变点 Mann-Kendal法 Yamamoto检验 daily mean temperature break analyses break point Mann-Kendal technique Yamamoto Test
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
利用2012年2月28日至3月1日在合肥市郊的35 m气象塔上测量得到的湍流观测数据,对不同稳定度条件下的湍流 谱、局地各向同性和风速归一化标准差进行了分析。实验期间有短暂的冰雹过程。结果表明,惯性子区对应于 无因次频率为0.02~2的范围,惯性子区的大小和局地各向同性均与稳定度有关;稳定度越高,惯性 子区越小;稳定度越低,惯性子区越大;在稳定和不稳定条件下, σw/u随稳定度的变化基本上满足1/3次方 定律,在近中性层结条件下, σw/u=1.12;冰雹发生前后,风速,动量通量和感热通量出现剧烈变化,表明在 冰雹发生前后的短时间内,出现了强对流天气过程。
湍流谱 局地各向同性 归一化标准差 湍流通量 turbulence spectra local isotropy normalized standard deviation turbulence flux
1 广州市环境监测中心站, 广东 广州 510030
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 西安机电信息技术研究所机电动态控制重点实验室, 陕西 西安 710065
利用拉曼米散射偏振激光雷达对2009年11月珠江三角洲地区出现的一次灰霾天气过程进行了观测研究,对颗粒物 的光学性质和物理参数进行了分析。灰霾发生期间,颗粒物主要分布在1.5 km以下,其中0.6~1 km高度的浓度 较大。灰霾发生前期,颗粒物在532 nm波长退偏比为0.2, Angstrom指数和雷达比分别为1±0.4和 40±8 sr, 表明灰霾颗粒物中有大量非球形粒子,粒径大,符合一次污染源排放的颗粒物特征; 11月25日后,颗粒物在532 nm波长 退偏比逐渐变小至0.07±0.02, Angstrom指数为1.5±0.6,激光雷达比为56±12 sr,说明颗粒物 多为球形粒子,细粒子占比较大。观察结果表明,前期轻度灰霾天气期间,颗粒物主要为人为源污染源排放,为大 气复合污染提供了条件,随着污染物不断聚集,25日后二次颗粒物大量生成,加剧了灰霾污染。
激光雷达 大气颗粒物 灰霾 消光系数 退偏振比 lidar atmospheric particulate mass haze extinction coefficient depolarization ratio
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
激光雷达作为一种主动式遥感技术被广泛应用于大气及海洋环境监测中。三维扫描系统丰富了测污激光雷达 探测污染气体浓度的空间范围。介绍了承担研制的测污激光雷达系统结构。给出了扫描控制系统的硬件构 成。介绍了LabVIEW设计测控程序常用的两种编程结构。采用LabVIEW基于事件的生产者/消费者模式结 合状态机的结构设计了测污激光雷达三维扫描控制系统。测试结果表明,测控系统稳定,可靠且易于系统集成。
激光雷达 运动控制 三维扫描 Lidar LabVIEW LabVIEW motion control three dimensional scanning
阜阳师范学院物理与电子科学学院,安徽 阜阳 236037
目前MODIS海洋气溶胶反演算法能够很好地给出远海气溶胶性质,但近海结果并不理想。这是因为近海浑 浊水体对0.55 μm、0.646 μm波段不能视为暗目标,对于0.86 μm波段也并不是总能视为暗 目标。采用MODIS近红外陆地通道对中国东南近海浑浊水体上空的气溶胶进行了反演研究,结果 与AEROET符合得较好,这种算法可以很容易地与现行算法相结合,从而能够获得更多宝贵的气溶胶数据。
浑浊水体 气溶胶光学厚度 遥感 turbid water MODIS MODIS aerosol optical depth remote sensing
1 上海市卫星遥感与测量应用中心, 上海 201199
2 南京大学,江苏 南京 210093
基于对大气中水汽重要性及GPS测量大气水汽优势的双重认识,进入本世纪以来,华东区域各省气象部门联合与测 绘院、天文台等其他部门建起了相当规模的GPS气象探测网(GPS/MET)。根据2010年华东区域地基GPS/MET数据,选择 与GPS站相距10 km内的无线电探空站资料,对华东区域地基GPS/MET反演的大气整层可降水量(PWV)、大气整 层湿延迟(ZWD)和大气整层总延迟(ZTD)进行精度检验,结果表明: (1)GPS/MET反演的PWV与探空结果相比具有 很高的一致性,平均误差在1 mm以下,相对误差11.54%; GPS/ZTD反演的精度更高,百分比误差小于1%。(2)反 演的各个量与探空资料具有很高的相关性,其中平均相关系数中PWV和ZWD都超过0.98, ZTD为0.977。对GPS/PWV精度 按季节进行相关系数分析得,除夏季相关系数为0.927,相对较低,其余季节相关系数均为0.96以上。(3)以本地 的无线电探空站资料为基准,与NCEP再分析资料对比发现GPS/PWV的反演精度要优于NCEP再分析场资料反演 的大气整层可降水量。因此区域GPS/MET网反演的产品对提高灾害性天气的监测和预报能力, 改进数值 天气预报精度已显示出广阔的应用前景。
全球定位系统 可降水量 延迟 无线电探空 GPS precipitable water vapor total delay radiosonde
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 100049
水汽是地球大气的重要成分,对大气中传输的红外辐射造成严重的衰减,影响光电设备的探测性能。利用 改进的Langley法对太阳光度计940 nm探测通道进行定标,根据水汽吸收透过率与水汽总量的关系,应用 太阳辐射计的观测资料反演出合肥和新疆两地的大气水汽总量,并与同时期地基微波辐射计在以上两 地区的探测值相比较。结果表明:地基微波辐射计观测的水汽总量日变化趋势和太阳光度计具有 较好的一致性,二者观测的日均水汽总量变化趋势非常吻合,相对偏差小于5.1%。
水汽总量 微波辐射计 太阳光度计 precipitable water vapor microwave radiometer sun-photometer
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
在数据采集系统中,往往采用单片机或者 DSP 进行控制,而在高精度线阵 CCD的应用中, 对像元输出信号 进行快速采样、存储是很重要的一部分内容。针对这些问题,提出了基于SOPC的光谱数据采集系统的 设计方案。该系统建立在Altera公司Cyclone III系列FPGA(EP3C10E144C8N)上,实现了CCD驱动电路 和A/D采样控制电路,并选用USB接口芯片CY7C68013来共同完成数据的高速传输。实验结果表明,该系 统集成度高、性价比高且能在短时间内实现,使用的新技术给光谱仪器设计领域带来新的亮点。
数据采集 SOPC SOPC FPGA FPGA data acquisition CY7C68013 CY7C68013
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
2 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
多路激光束合成是获得高功率和高能量激光输出的有效途径,因此,多年来光束合成方法和技术得 到了广泛的关注和深入研究。近年来,随着空间光通信和激光传播工程等应用需求的发展,合成光束 在湍流大气中的传播过程及其规律研究也逐渐成为光传播研究领域的热点问题。针对多种典型激光阵 列合成光束,首先对比分析了广义Huygens-Fresnel原理、Rytov微扰近似以及随机相位屏数值模拟等 方法在激光阵列合成光束大气传输研究中的应用;其次,阐述了合成光束传播应用研究中的桶中功 率、衍射极限倍数β、M2因子、光束传输因子等光束质量评价因子的评价作用; 最后,根据阵列合成激光束的研究现状和成果,提出了应进一步深入研究的问题。
合成光束 桶中功率 衍射极限倍数β M2因子 光束传输因子 combined beams power in the bucket β factor M2 factor BPF
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 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024
使用太阳光度计测量了华南山区秋冬季节白天的大气透过率,分析结果表明:在10~12月中,测量地点的透过 率具有明显的日变化、月变化特征。一般每日最大透过率出现在12:00左右,除去水汽波段936 nm,其余波段 表现出10月的透过率较其余两月大, 936 nm波段则相反;对于340~1020 nm的垂直透过率, 除936 nm外,其余波段12月的垂直透过率明显低于其余两个月的测量值。10:00前的垂直透过率变化起伏 较大, 12:00后的垂直透过率变化较为平稳;不同月份的大气透过率或垂直透过率在10:00后相差不大,午后 的大气透过率或垂直透过率一般要好于午前的结果。测量结果可为该地区的有关光学工程应用提供参考。
大气光学 大气透过率 垂直透过率 太阳光度计 定标 概率特征 atmospheric optics atmospheric transmittance vertical transmittance sun photometer calibration probability characteristic