532nm和355nm瑞利激光雷达观测中层大气的数据对比分析

发布时间：2018-02-13 01:12

  本文关键词： 瑞利散射 激光雷达 大气密度 大气压力 大气温度　出处：《红外与激光工程》2016年S2期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：分别采用532 nm和355 nm瑞利散射激光雷达对合肥地区25~40 km高度大气密度、压力和温度垂直分布进行了探测。532 nm瑞利激光雷达系统采用532 nm波长Nd:YAG激光器及400 mm口径卡塞格林型望远镜。355 nm瑞利激光雷达系统在532 nm瑞利激光雷达系统上进行改进,采用355 nm波长Nd:YAG激光器及4只400 mm口径卡塞格林型望远镜。通过实验对比得出,355 nm激光雷达系统信噪比高于532 nm激光雷达系统约6倍。355 nm激光雷达系统大气密度及压力探测值与当日气球探空数据比值波动小于532 nm激光雷达系统。355 nm激光雷达系统探测大气温度与当日气球探空数据偏差均值约为-2.14 K,最大温度偏差约为6 K,532 nm激光雷达系统探测大气温度与当日气球探空数据偏差均值约为-6.98 K,最大温度偏差约为9 K。两台激光雷达对比实验说明,改进的355 nm激光雷达系统对中层大气密度、压力和温度探测精度要高于532 nm激光雷达系统,改进的355 nm激光雷达系统探测性能优于532 nm激光雷达系统。
[Abstract]:The atmospheric density of 2540 km in Hefei area is measured by using 532 nm and 355 nm Rayleigh scattering lidar, respectively. The vertical distribution of pressure and temperature has been detected. 532nm Rayleigh lidar system has been improved on 532nm Rayleigh lidar system by using 532nm wavelength Nd:YAG laser and 400mm caliber Cassegrain telescope .355nm Rayleigh lidar system. By using 355nm wavelength Nd:YAG laser and 4 400mm caliber Cassegrain telescopes, the SNR of 355nm laser radar system is compared with that of 532nm laser radar system. The atmospheric density of 355nm laser radar system is about 6 times that of the 532nm laser radar system. And the ratio of the pressure detection value to the day balloon sounding data fluctuated less than 532 nm. 355 nm laser radar system. The mean deviation between the air temperature and the day balloon sounding data was about -2.14 K, and the maximum temperature deviation was about 6 KT 532. The average deviation between the atmospheric temperature detected by the Nm laser radar system and the balloon sounding data is about -6.98 K, and the maximum temperature deviation is about 9 K. the comparison between the two lidar systems shows that, The detection accuracy of the improved 355nm lidar system is higher than that of 532nm laser radar system for the density, pressure and temperature of the middle atmosphere. The improved 355nm laser radar system has better detection performance than the 532nm laser radar system.
【作者单位】： 中国科学院安徽光学精密机械研究所;中国科学技术大学;电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(41205119) 国家863计划(2014AA06A512)
【分类号】：P407;TN958.98

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本文编号：1506986