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激光器与激光光学
探测气溶胶-水汽的拉曼-米散射激光雷达系统
李路
1,2
邢昆明
2,*
赵明
2
邓迁
2
[ ... ]
施云
1
作者单位
摘要
1
皖西学院 机械与车辆工程学院,安徽 六安 237012
2
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
3
中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
设计和构建了发射波长为355 nm和532 nm的户外型全天时激光雷达系统,用于探测大气气溶胶和水汽。运用355 nm和532 nm的米散射、532 nm的偏振、氮气和水汽分子的拉曼激光雷达技术,用于对边界层结构、对流层气溶胶和云光学特性及其形态、水汽混合比进行连续探测研究。该系统结构紧凑,运输方便,具备远程操作、数据传输、一键式启动等功能。利用该系统对大气气溶胶和水汽进行探测,探测结果表明:在大气气溶胶的探测过程中,在重污染条件下混合层高度较干净天低,在0.5 km以下,而干净天在1 km左右;通过对消光系数、Angstrom指数和退偏振比分析可知,重污染条件下,底层大气气溶胶以球形粗粒子污染物为主,干净天底层大气气溶胶以球形细粒子污染物为主;在云层中,Ang-strom指数明显减小,且出现负值,说明云粒子半径较大。在水汽探测过程中,采用自标定方法获得系统的标定常数为121,与已标定的激光雷达系统对比,误差在±0.3 g/kg以内;连续探测结果表明可对夜晚5 km及白天混合层以内进行探测。该系统满足产品化的需求,可广泛运用于大气环境的监测领域中。
激光雷达
气溶胶
水汽混合比
消光系数
Angstrom指数
退偏振比
lidar
aerosol
water vapor mixture ratio
extinction coefficient
Angstrom exponent
depolarization ratio
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Full Text
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220484
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