光学学报, 2023, 43 (18): 1899901, 网络出版: 2023-09-14  

星载高光谱分辨率激光雷达大气气溶胶和云探测研究 下载: 1079次特邀研究论文封面文章

Spaceborne High Spectral Resolution Lidar for Atmospheric Aerosols and Clouds Profiles Measurement
胡建波 1,2王雄 1,3赵少华 4王中挺 4杨巨鑫 1,2,5戴光耀 6谢缘 1竹孝鹏 1,2,5刘东 7侯霞 1,2,5,8刘继桥 1,2,5,8,*陈卫标 2,5,8,**
作者单位
1 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 华中科技大学光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
4 生态环境部卫星环境应用中心,北京 100094
5 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室,上海 201800
6 中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院,山东 青岛 266100
7 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
8 崂山实验室,山东 青岛 266237
图 & 表

图 1. 高光谱分辨率激光雷达接收系统图

Fig. 1. Schematic of HSRL receiver

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图 2. 气溶胶分类流程图

Fig. 2. Flowchart of aerosol classification

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图 3. 2022年6月27日DQ-1卫星运行轨迹

Fig. 3. Flight trajectory of DQ-1 satellite on June 27, 2022

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图 4. 2022年6月27日激光雷达获取的532 nm波段的衰减后向散射系数。(a)平行通道;(b)偏振通道;(c)高光谱分子通道

Fig. 4. Attenuated backscattering coefficients at 532 nm obtained by lidar on June 27, 2022. (a) Parallel channel; (b) perpendicular channel; (c) high spectral resolution molecular channel

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图 5. 2022年6月27日激光雷达获取的云和气溶胶光学参数剖面。(a)后向散射系数;(b)消光系数;(c)粒子退偏振比;(d)激光雷达比

Fig. 5. Cloud and aerosol optical parameter profiles obtained by lidar on June 27, 2022. (a) Backscattering coefficient; (b) extinction coefficient; (c) depolarization ratio; (d) lidar ratio

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图 6. 2022年6月27日气溶胶分类结果

Fig. 6. Aerosol classification on June 27, 2022

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图 7. 2023年6月5日DQ-1卫星运行轨迹

Fig. 7. Flight trajectory of DQ-1 satellite on June 5, 2023

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图 8. 2023年6月5日激光雷达获取的532 nm波段的衰减后向散射系数。(a)平行通道;(b)偏振通道;(c)高光谱分子通道

Fig. 8. Attenuated backscattering coefficients at 532 nm obtained by lidar on June 5, 2023. (a) Parallel channel; (b) perpendicular channel; (c) high spectral resolution molecular channel

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图 9. 2023年6月5日激光雷达获取的云和气溶胶光学参数剖面。(a)后向散射系数;(b)消光系数;(c)粒子退偏振比;(d)激光雷达比

Fig. 9. Cloud and aerosol optical parameter profiles obtained by lidar on June 5, 2023. (a) Backscattering coefficient; (b) extinction coefficient; (c) depolarization ratio; (d) lidar ratio

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图 10. 2023年6月5日气溶胶分类结果

Fig. 10. Aerosol classification on June 5, 2023

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表 1星载HSRL主要系统参数

Table1. Main system parameters of spaceborne HSRL

ParameterValue
Wavelength /nm532.245
Laser energy /mJ150
Laser pulse width /ns35
Pulse repeat frequency /Hz20
Line width /MHz<50
Frequency stability(RMS)/MHz<2
Diverging angle /mrad0.05
Telescope diameter /m1
Field of view /mrad0.19
Filter bandwidth /pm<30
Data acquisition /(MSa·s-150

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胡建波, 王雄, 赵少华, 王中挺, 杨巨鑫, 戴光耀, 谢缘, 竹孝鹏, 刘东, 侯霞, 刘继桥, 陈卫标. 星载高光谱分辨率激光雷达大气气溶胶和云探测研究[J]. 光学学报, 2023, 43(18): 1899901. Jianbo Hu, Xiong Wang, Shaohua Zhao, Zhongting Wang, Juxin Yang, Guangyao Dai, Yuan Xie, Xiaopeng Zhu, Dong Liu, Xia Hou, Jiqiao Liu, Weibiao Chen. Spaceborne High Spectral Resolution Lidar for Atmospheric Aerosols and Clouds Profiles Measurement[J]. Acta Optica Sinica, 2023, 43(18): 1899901.

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