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多波长偏振激光雷达的大气温度探测

发布时间:2018-10-07 20:25
【摘要】:探测和监控大气温度的分布不仅能够准确地预测天气变化情况、大气环境状况,而且对于应对极端灾害性天气和遏制全球气候变暖也具有一定积极意义。传统微波雷达探测系统工作距离有限,易受到卷云和气溶胶颗粒的干扰,探测到的温度数据与实际结果吻合度低、误差高、可靠性不足。采用一种多波长偏振激光雷达对大气的温度变化情况进行监控,雷达系统接收大气中O_2和N_2向后散射的回波信号,依据数值模拟选择最优的探测波长并调整带宽范围;基于T矩阵算法获取不同相态下大气粒子的激光频谱特征,进而识别出激光雷达的反射率因子、比差分相移、发射率等偏振参量的变化情况,最终实现对大气温度的精准测量。实验分析表明,多波长偏振激光雷达得到的数据准确、可靠,能够用于对大气温度的探测和研究。
[Abstract]:Detecting and monitoring the distribution of atmospheric temperature can not only accurately predict the weather and atmospheric environment, but also play a positive role in dealing with extreme disastrous weather and curbing global warming. The traditional microwave radar detection system is easy to be interfered by cirrus cloud and aerosol particles because of its limited operating distance. The temperature data detected are in low agreement with the actual results and the error is high and the reliability is insufficient. A multi-wavelength polarization lidar is used to monitor the temperature change of the atmosphere. The radar system receives the backscattering echo signals of O _ S _ 2 and N _ S _ 2 in the atmosphere, selects the optimal detection wavelength and adjusts the bandwidth range according to the numerical simulation. Based on the T matrix algorithm, the laser spectrum characteristics of atmospheric particles in different phase states are obtained, and then the laser radar reflectivity factor, ratio differential phase shift, emissivity and other polarization parameters are identified. Finally, the accurate measurement of atmospheric temperature is realized. The experimental results show that the data obtained by multi-wavelength polarization lidar are accurate and reliable and can be used to detect and study atmospheric temperature.
【作者单位】: 桂林电子科技大学信息科技学院;
【基金】:国家自然科学基金(61661016)
【分类号】:TN958.98

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本文编号:2255561

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