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两种模拟水云对偏振激光雷达退偏振的蒙特卡罗方法研究

发布时间:2018-01-06 08:08

  本文关键词:两种模拟水云对偏振激光雷达退偏振的蒙特卡罗方法研究 出处:《光学学报》2017年01期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:激光雷达探测水云时,多次散射会使雷达回波产生退偏振效应,云层对激光的退偏振比与云层微物理特性信息含有特定的关系,利用这种关系可以反演云层的微物理特性,但是这种关系需要利用理论模拟进行研究和探索,理论模拟激光雷达退偏振效应的方法主要是蒙特卡罗方法。给出了两种不同思路的蒙特卡罗模拟方法:一是通过跟踪光子在每一次散射后,由光子方向矢量和Z轴构成的子午面来模拟,光子相对于子午面的偏振状态由斯托克斯参量表示;二是将光子的偏振状态用一个三元单位矢量组来表示,每次散射后,根据统计抽样得到的散射角和方位角对其进行旋转,从而跟踪光子偏振态的变化。给出了详细的模拟过程,并利用两种方法分别计算了水云的退偏振比,模拟结果显示这两种方法得出的结果完全一致。
[Abstract]:The lidar cloud, multiple scattering will make the radar echo produce depolarization effect, the clouds of laser depolarization ratio containing a specific relationship with the cloud microphysical characteristics, micro physical properties of this relationship can clouds, but this relationship needs to study and explore the use of simulation theory, simulation method of lidar return the polarization effect is Monte Carlo method. Two different ways of Monte Carlo simulation methods are given: one is by tracking the photon in every scattering, photons from the meridional direction vector and Z axis which is used to simulate the photon polarization state, with respect to the meridian plane represented by Stokes parameters; two is the polarization state of the photon a three unit vector represented, each time after scattering, according to statistical sampling of scattering angle and azimuth angle of the rotation, to track the light Variation of polarization. The simulation process are given in detail, and depolarization ratio of water were calculated by two methods, the simulation results show that the results of these two methods are identical.

【作者单位】: 山东理工大学电气与电子工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(61205191) 山东省自然科学基金(ZR2013FL023,ZR2014FL027)
【分类号】:TN958.98
【正文快照】: 通常认为非球形粒子能够对后向散射光产生退偏振,而球形粒子不会产生退偏振效应,因此利用偏振激光雷达来探测退偏振比,可以为区分云层的冰水相态提供可靠的信息[1-2]。然而,这种假设仅对单次散射为主导的情况有效,当多次散射很强时,球形水云滴也会产生退偏振信号,将对云相态的

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 刘东,戚福弟,金传佳,岳古明,周军;合肥上空卷云和沙尘气溶胶退偏振比的激光雷达探测[J];大气科学;2003年06期

【共引文献】

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1 杨欣;陈义珍;刘厚凤;孔珊珊;赵妤希;唐伟;柴发合;;北京春季一次沙尘气溶胶污染过程观测[J];中国环境科学;2017年01期

2 张嘉霖;刘东;;一次稳定天气系统下气溶胶沉降过程分析[J];安徽农业科学;2016年35期

3 郭商勇;胡雄;闫召爱;程永强;郭文杰;;国外星载激光雷达研究进展[J];激光技术;2016年05期

4 孙贤明;万隆;王海华;;激光雷达探测水云退偏振比的敏感性研究[J];红外与激光工程;2016年09期

5 肖铃;刘东;王英俭;王珍珠;谢晨波;;大气探测激光雷达自动准直方法综述[J];大气与环境光学学报;2016年03期

6 翟崇治;赵昕;许丽萍;;激光雷达探测气溶胶算法应用[J];激光杂志;2015年10期

7 伍德侠;张天舒;万学平;孙新会;;无锡春季一次沙尘输送的激光雷达观测与分析[J];环境科学与技术;2015年S1期

8 祝存兄;曹念文;杨丰恺;杨少波;谢银海;;南京地区微脉冲激光雷达气溶胶观测[J];激光与光电子学进展;2015年05期

9 李展;杜云松;王斌;;2013年成都地区一次秸秆焚烧特征及成因分析[J];环境保护科学;2015年01期

10 张筱萌;麻金继;;利用激光雷达观测芜湖市上空气溶胶光学特性[J];大气与环境光学学报;2014年05期

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1 衡志炜;傅云飞;;基于NCEP CFSR资料的全球云水云冰气候分布分析[A];第28届中国气象学会年会——S4应对气候变化,,发展低碳经济[C];2011年

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1 ;太阳系外发现有水云的星球[N];新华每日电讯;2014年

2 本报记者 孟怡均 通讯员 李新 孙建琥;天庆嘉园推出“水云阁”[N];中国房地产报;2004年

3 本报见习记者 李婧璇 记者 王坤宁;乐居鱼米地 悦读水云乡[N];中国新闻出版报;2013年

4 刘晓;云亭街道建设“山水云亭、东郊绿城”[N];江阴日报;2012年

5 ;肾上古镇——溱潼[N];中国建设报;2006年

6 周德胜 李y

本文编号:1387004


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