基于染料激光器的大气二氧化氮差分吸收激光雷达探测
发布时间：2021-01-09 15:35
大气二氧化氮（NO2）是影响大气环境质量的污染物。工业的快速发展,汽车保有量的增加和生物质的燃烧等是大气NO2的排放源,对居住在地球表面的人类健康有重要影响。研究差分吸收激光雷达主动遥测大气NO2技术,准确可靠地探测近地面NO2分布,在气候变化、环境保护、环保执法等领域具重要学术意义和应用价值。本论文论述了大气中二氧化氮的性质以及在大气中分布的基本特点,对差分吸收激光雷达探测气体成份原理进行了介绍;结合探测指标,论文仿真了基于染料激光探测大气NO2的回波信号,设计了以固体激光器泵浦染料激光器的方式来产生探测所需的波长和能量;研制了测量大气NO2的差分吸收激光雷达系统,解决了系统中与SO2通道的多光束合束发射、多波长回波信号区分等问题;编写了数据反演软件,充分发挥差分吸收激光雷达多波长、可调谐的特点,采用多波长联合反演算法来修正气溶胶的影响;在合肥、淮南和羊八井等地对实际大气NO2的水平和垂直分布进行了实验观测,获得和分析了实验观测数据,与官方发布的大气NO2数据进行对比分析,两者数据吻合较好,验证了 NO2观测数据的有效性;最后分析了系统探测大气NO2的测量精度和误差。观测实验结果表明...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０１０－２０１７年的能源消费总量??
ｉｉｌｌｉｉｔｌｌｌｌｌ??２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??图１．２?２００６－２０１５年的Ｓ０２和ＮＯｘ的排放量??随着人民生活水平的提高，汽车保有量迅猛增长。图１．３是２０１０－２０１６年的??汽车保有量和ＮＯｘ排放量［１５］。汽车保有量从２０１０年的７７２１．７万辆迅猛增加到??２０１６年的１８４３５．８万辆，其尾气排放物中，ＮＯｘ排放量每年都超过５００万吨。??２００００?１０００??—＂ＮＯｘ＂?＿??１６０００?■?■?８００?ｆ??Ｉ?誦?ｉＪＩ?６〇０１??Ｍｌ?１１ｆｌ?ｉ??ｍｕ??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??图１．３?２０１０－２０１６年的汽车保有量和！ＮＯｘ排放量??另外，工程机械、农业机械、船舶、飞机等非道路移动源排放量对大气空气??质量的影响也不容乐观。我国长期以来对工程、农业机械缺乏有效监管，普遍存??在高燃耗、低效率、使用年限长、污染大等特点，而且多以柴油为动力，ＮＯｘ??排放量大，正逐渐成为空气污染的另一个重要源头。２０１６年，农业机械柴油总??功率为８９７８３．８万千瓦，船舶１６．６万艘，飞机起降８５６．６万架次，ＮＯｘ排放量为??５６３．９万吨
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【参考文献】：
期刊论文
[1]测污激光雷达探测气溶胶消光特性和?ngstr?m指数[J]. 王杰,陈亚峰,刘秋武,杨杰,黄见,胡顺星. 激光技术. 2018(06)
[2]差分吸收NO2激光雷达波长漂移和能量波动对浓度反演的影响[J]. 刘秋武,陈亚峰,王杰,黄见,胡顺星. 光学精密工程. 2018(02)
[3]差分吸收NO2激光雷达光源的设计与实现[J]. 刘秋武,陈亚峰,王杰,王晓宾,曹开法,黄见,胡顺星. 激光技术. 2018(04)
[4]车载二氧化硫差分吸收激光雷达系统[J]. 陈亚峰,王晓宾,刘秋武,曹开法,胡顺星,黄见. 光子学报. 2017(07)
[5]基于染料激光器的差分吸收激光雷达探测大气NO2浓度[J]. 刘秋武,王晓宾,陈亚峰,曹开法,胡顺星,黄见. 光学学报. 2017(04)
[6]地基CO2廓线探测差分吸收激光雷达[J]. 韩舸,龚威,马昕,相成志,梁艾琳,郑玉新. 物理学报. 2015(24)
[7]大气遥感高光谱分辨率激光雷达研究进展[J]. 刘东,杨甬英,周雨迪,黄寒璐,成中涛,罗敬,张与鹏,段绿林,沈亦兵,白剑,汪凯巍. 红外与激光工程. 2015(09)
[8]地基双波长偏振激光雷达对格尔木地区卷云观测的个例研究[J]. 潘昱冰,吕达仁,潘蔚琳,王一楠. 气候与环境研究. 2015(05)
[9]二氧化硫-臭氧-气溶胶多波长差分吸收激光雷达同时观测[J]. 曹念文,谢银海,祝存兄,杨少波,王贺. 光学技术. 2015(04)
[10]差分吸收激光雷达探测二氧化硫实验研究[J]. 林金明,曹开法,胡顺星,黄见,苑克娥,时东锋,邵石生,徐之海. 红外与激光工程. 2015(03)
博士论文
[1]大气水汽探测激光雷达系统仿真与数据反演[D]. 陈胜哲.北京理工大学 2014
[2]新型电化学传感器的构建及其在环境检测中的应用[D]. 杨善丽.湖南大学 2014
[3]窄线宽染料激光稳频系统设计、实现及应用[D]. 刘芳.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2013
[4]钠测温测风激光雷达的研制及重力波动量通量的探测[D]. 方欣.中国科学技术大学 2012
[5]光声光谱微量气体检测技术及其应用研究[D]. 张望.大连理工大学 2010
[6]差分吸收激光雷达建模仿真及其信息处理算法的研究[D]. 尹世荣.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]大气遥感激光雷达信号处理关键技术研究[D]. 段绿林.浙江大学 2017
[2]化学发光法大气NOx监测仪器系统优化设计[D]. 艾锦云.华南师范大学 2004
[3]差分吸收激光雷达系统性能分析及信息处理系统仿真研究[D]. 李新山.电子科技大学 2003
[4]大气氮氧化物化学发光法检测理论及在线监测仪器研究[D]. 来永志.华南师范大学 2002
本文编号：2966936
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０１０－２０１７年的能源消费总量??
ｉｉｌｌｉｉｔｌｌｌｌｌ??２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??图１．２?２００６－２０１５年的Ｓ０２和ＮＯｘ的排放量??随着人民生活水平的提高，汽车保有量迅猛增长。图１．３是２０１０－２０１６年的??汽车保有量和ＮＯｘ排放量［１５］。汽车保有量从２０１０年的７７２１．７万辆迅猛增加到??２０１６年的１８４３５．８万辆，其尾气排放物中，ＮＯｘ排放量每年都超过５００万吨。??２００００?１０００??—＂ＮＯｘ＂?＿??１６０００?■?■?８００?ｆ??Ｉ?誦?ｉＪＩ?６〇０１??Ｍｌ?１１ｆｌ?ｉ??ｍｕ??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??图１．３?２０１０－２０１６年的汽车保有量和！ＮＯｘ排放量??另外，工程机械、农业机械、船舶、飞机等非道路移动源排放量对大气空气??质量的影响也不容乐观。我国长期以来对工程、农业机械缺乏有效监管，普遍存??在高燃耗、低效率、使用年限长、污染大等特点，而且多以柴油为动力，ＮＯｘ??排放量大，正逐渐成为空气污染的另一个重要源头。２０１６年，农业机械柴油总??功率为８９７８３．８万千瓦，船舶１６．６万艘，飞机起降８５６．６万架次，ＮＯｘ排放量为??５６３．９万吨
?■??ｉｉｌｌｉｉｔｌｌｌｌｌ??２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??图１．２?２００６－２０１５年的Ｓ０２和ＮＯｘ的排放量??随着人民生活水平的提高，汽车保有量迅猛增长。图１．３是２０１０－２０１６年的??汽车保有量和ＮＯｘ排放量［１５］。汽车保有量从２０１０年的７７２１．７万辆迅猛增加到??２０１６年的１８４３５．８万辆，其尾气排放物中，ＮＯｘ排放量每年都超过５００万吨。??２００００?１０００??—＂ＮＯｘ＂?＿??１６０００?■?■?８００?ｆ??Ｉ?誦?ｉＪＩ?６〇０１??Ｍｌ?１１ｆｌ?ｉ??ｍｕ??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??图１．３?２０１０－２０１６年的汽车保有量和！ＮＯｘ排放量??另外，工程机械、农业机械、船舶、飞机等非道路移动源排放量对大气空气??质量的影响也不容乐观。我国长期以来对工程、农业机械缺乏有效监管，普遍存??在高燃耗、低效率、使用年限长、污染大等特点，而且多以柴油为动力，ＮＯｘ??排放量大，正逐渐成为空气污染的另一个重要源头。２０１６年，农业机械柴油总??功率为８９７８３．８万千瓦，船舶１６．６万艘，飞机起降８５６．６万架次，ＮＯｘ排放量为??５６３．９万吨
【参考文献】：
期刊论文
[1]测污激光雷达探测气溶胶消光特性和?ngstr?m指数[J]. 王杰,陈亚峰,刘秋武,杨杰,黄见,胡顺星. 激光技术. 2018(06)
[2]差分吸收NO2激光雷达波长漂移和能量波动对浓度反演的影响[J]. 刘秋武,陈亚峰,王杰,黄见,胡顺星. 光学精密工程. 2018(02)
[3]差分吸收NO2激光雷达光源的设计与实现[J]. 刘秋武,陈亚峰,王杰,王晓宾,曹开法,黄见,胡顺星. 激光技术. 2018(04)
[4]车载二氧化硫差分吸收激光雷达系统[J]. 陈亚峰,王晓宾,刘秋武,曹开法,胡顺星,黄见. 光子学报. 2017(07)
[5]基于染料激光器的差分吸收激光雷达探测大气NO2浓度[J]. 刘秋武,王晓宾,陈亚峰,曹开法,胡顺星,黄见. 光学学报. 2017(04)
[6]地基CO2廓线探测差分吸收激光雷达[J]. 韩舸,龚威,马昕,相成志,梁艾琳,郑玉新. 物理学报. 2015(24)
[7]大气遥感高光谱分辨率激光雷达研究进展[J]. 刘东,杨甬英,周雨迪,黄寒璐,成中涛,罗敬,张与鹏,段绿林,沈亦兵,白剑,汪凯巍. 红外与激光工程. 2015(09)
[8]地基双波长偏振激光雷达对格尔木地区卷云观测的个例研究[J]. 潘昱冰,吕达仁,潘蔚琳,王一楠. 气候与环境研究. 2015(05)
[9]二氧化硫-臭氧-气溶胶多波长差分吸收激光雷达同时观测[J]. 曹念文,谢银海,祝存兄,杨少波,王贺. 光学技术. 2015(04)
[10]差分吸收激光雷达探测二氧化硫实验研究[J]. 林金明,曹开法,胡顺星,黄见,苑克娥,时东锋,邵石生,徐之海. 红外与激光工程. 2015(03)
博士论文
[1]大气水汽探测激光雷达系统仿真与数据反演[D]. 陈胜哲.北京理工大学 2014
[2]新型电化学传感器的构建及其在环境检测中的应用[D]. 杨善丽.湖南大学 2014
[3]窄线宽染料激光稳频系统设计、实现及应用[D]. 刘芳.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2013
[4]钠测温测风激光雷达的研制及重力波动量通量的探测[D]. 方欣.中国科学技术大学 2012
[5]光声光谱微量气体检测技术及其应用研究[D]. 张望.大连理工大学 2010
[6]差分吸收激光雷达建模仿真及其信息处理算法的研究[D]. 尹世荣.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]大气遥感激光雷达信号处理关键技术研究[D]. 段绿林.浙江大学 2017
[2]化学发光法大气NOx监测仪器系统优化设计[D]. 艾锦云.华南师范大学 2004
[3]差分吸收激光雷达系统性能分析及信息处理系统仿真研究[D]. 李新山.电子科技大学 2003
[4]大气氮氧化物化学发光法检测理论及在线监测仪器研究[D]. 来永志.华南师范大学 2002
本文编号：2966936
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