基于太阳光度计和激光雷达的全天时大气水汽含量融合分析
发布时间：2021-04-13 18:33
水汽是大气中重要的组成部分,也是气象及气候学中的重要气象参数。作为一种时空变化明显的气体成分,大气水汽实时连续探测对于研究云的形成、降水、水循环以及雾霾生消过程等研究具有重要的科研意义和研究价值。论文以全天时大气水汽含量为研究目标,开展利用太阳光度计和激光雷达等探测手段的融合技术,对大范围全天时的大气水汽分布和变化特性进行研究。论文首先开展了基于太阳光度计的大气水汽含量反演和研究,统计分析了2015-2017年西安地区局地大气气溶胶光学厚度、埃系数和浑浊度系数等气溶胶光学特性参量的日变化、月变化、季变化以及年变化趋势,并利用太阳光度计940 nm通道的太阳辐射数据反演获得了整层大气柱水汽含量,并统计分析得到西安地区局地水汽含量的月平均变化范围为0.1-2.7 cm,并呈现夏高冬低的趋势。其次,开展了基于拉曼激光雷达的全天时大气水汽探测和反演研究,实现了白天3 km以下大气水汽的有效探测,进而进行了对大气水汽的全天时激光雷达探测研究。结合太阳光度计的白天探测优势,通过典型探测示例,探讨了由太阳光度计获得的整层大气柱水汽含量和激光雷达获得的边界层内大气水汽含量的融合分析,数据分析结果表明两...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
POM-02太阳光度计Fig.2-2POM-02sunphotometer
图 4-5 2016 年 9 月 15 日 15:00-22:00 拉曼激光雷达全天时水汽混合比 THIFig.4-5 Water vapor mixing ratio of all-time Raman lidar at 15:00 to 22:00 on September 15, 20图 4-6 为拉曼激光雷达探测获得的 2016 年 9 月 22 日 06:00-24:00 水汽混合比由图可以发现，激光雷达在白天基本能实现水汽 3 km 的探测。从时间分布上上 06:00 点到中午 12:00 点水汽趋于平缓，有轻微的下降，下午 14:00 点后水显的抬升，并在 20:00 点左右到达最大值，之后水汽呈现平稳趋势。从水汽的来看，从 06:00 到 14:00 水汽层主要分布在 1 km 以下，14:00 点后水汽层明显层也从地面一直延伸到 1.5 km 左右，到晚上 20:00 点后水汽层上升到 2 km 以用小波阈值去噪算法和大气水汽反演技术，可成功实现大气边界层内大气水探测，获得对局地大气水汽含量的连续时空变化特性分析。
图 4-5 2016 年 9 月 15 日 15:00-22:00 拉曼激光雷达全天时水汽混合比 THIFig.4-5 Water vapor mixing ratio of all-time Raman lidar at 15:00 to 22:00 on September 15, 20图 4-6 为拉曼激光雷达探测获得的 2016 年 9 月 22 日 06:00-24:00 水汽混合比由图可以发现，激光雷达在白天基本能实现水汽 3 km 的探测。从时间分布上上 06:00 点到中午 12:00 点水汽趋于平缓，有轻微的下降，下午 14:00 点后水汽显的抬升，并在 20:00 点左右到达最大值，之后水汽呈现平稳趋势。从水汽的分来看，从 06:00 到 14:00 水汽层主要分布在 1 km 以下，14:00 点后水汽层明显层也从地面一直延伸到 1.5 km 左右，到晚上 20:00 点后水汽层上升到 2 km 以上用小波阈值去噪算法和大气水汽反演技术，可成功实现大气边界层内大气水汽探测，获得对局地大气水汽含量的连续时空变化特性分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小波去噪算法的全天时大气水汽拉曼激光雷达探测与分析[J]. 王玉峰,曹小明,张晶,汤柳,宋跃辉,狄慧鸽,华灯鑫. 光学学报. 2018(02)
[2]Mie散射激光雷达回波信号小波去噪方法[J]. 周智荣,华灯鑫,杨蓉,闫庆,陈浩,宋跃辉. 光子学报. 2016(07)
[3]北京地区GPS水汽变化与雾霾的相关性[J]. 张双成,李振宇,戴凯阳,南阳,史翔,刘红波. 测绘科学. 2016(08)
[4]MM5和WRF对中国东部地区冬季边界层模拟效果比较[J]. 石春娥,李耀孙,杨军,邓学良,杨元建. 高原气象. 2015(02)
[5]水汽和风速对雾霾中PM2.5/PM10变化的影响[J]. 王勇,刘严萍,李江波,柳林涛. 灾害学. 2015(01)
[6]基于太阳光度计测量确定分层大气消光系数[J]. 徐梦春,徐青山,边健,王艺然,李学彬. 光学学报. 2014(12)
[7]激光雷达的应用及发展趋势[J]. 赵一鸣,李艳华,商雅楠,李静,于勇,李凉海. 遥测遥控. 2014(05)
[8]大气对流层水汽对温室效应的影响分析[J]. 高凤玲,崔国民,陶乐仁,黄晓璜,华泽钊. 工程热物理学报. 2014(04)
[9]基于改进小波阈值函数的雷达信号去噪[J]. 赵松,江汉红,张朝亮,柯泽贤. 兵工自动化. 2011(07)
[10]太阳光度计反演大气水汽总量的方法与结果对比分析[J]. 周宁,刘敏. 遥感学报. 2011(03)
博士论文
[1]西北半干旱区大气可降水量和气溶胶光学特性的反演与分析[D]. 李霞.兰州大学 2012
[2]地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究[D]. 李国平.西南交通大学 2007
硕士论文
[1]基于拉曼激光雷达的全天时大气水汽含量探测与分析[D]. 曹小明.西安理工大学 2017
[2]用卫星资料和常规资料联合估算水汽含量的研究[D]. 宛霞.兰州大学 2007
本文编号：3135802
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
POM-02太阳光度计Fig.2-2POM-02sunphotometer
图 4-5 2016 年 9 月 15 日 15:00-22:00 拉曼激光雷达全天时水汽混合比 THIFig.4-5 Water vapor mixing ratio of all-time Raman lidar at 15:00 to 22:00 on September 15, 20图 4-6 为拉曼激光雷达探测获得的 2016 年 9 月 22 日 06:00-24:00 水汽混合比由图可以发现，激光雷达在白天基本能实现水汽 3 km 的探测。从时间分布上上 06:00 点到中午 12:00 点水汽趋于平缓，有轻微的下降，下午 14:00 点后水显的抬升，并在 20:00 点左右到达最大值，之后水汽呈现平稳趋势。从水汽的来看，从 06:00 到 14:00 水汽层主要分布在 1 km 以下，14:00 点后水汽层明显层也从地面一直延伸到 1.5 km 左右，到晚上 20:00 点后水汽层上升到 2 km 以用小波阈值去噪算法和大气水汽反演技术，可成功实现大气边界层内大气水探测，获得对局地大气水汽含量的连续时空变化特性分析。
图 4-5 2016 年 9 月 15 日 15:00-22:00 拉曼激光雷达全天时水汽混合比 THIFig.4-5 Water vapor mixing ratio of all-time Raman lidar at 15:00 to 22:00 on September 15, 20图 4-6 为拉曼激光雷达探测获得的 2016 年 9 月 22 日 06:00-24:00 水汽混合比由图可以发现，激光雷达在白天基本能实现水汽 3 km 的探测。从时间分布上上 06:00 点到中午 12:00 点水汽趋于平缓，有轻微的下降，下午 14:00 点后水汽显的抬升，并在 20:00 点左右到达最大值，之后水汽呈现平稳趋势。从水汽的分来看，从 06:00 到 14:00 水汽层主要分布在 1 km 以下，14:00 点后水汽层明显层也从地面一直延伸到 1.5 km 左右，到晚上 20:00 点后水汽层上升到 2 km 以上用小波阈值去噪算法和大气水汽反演技术，可成功实现大气边界层内大气水汽探测，获得对局地大气水汽含量的连续时空变化特性分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小波去噪算法的全天时大气水汽拉曼激光雷达探测与分析[J]. 王玉峰,曹小明,张晶,汤柳,宋跃辉,狄慧鸽,华灯鑫. 光学学报. 2018(02)
[2]Mie散射激光雷达回波信号小波去噪方法[J]. 周智荣,华灯鑫,杨蓉,闫庆,陈浩,宋跃辉. 光子学报. 2016(07)
[3]北京地区GPS水汽变化与雾霾的相关性[J]. 张双成,李振宇,戴凯阳,南阳,史翔,刘红波. 测绘科学. 2016(08)
[4]MM5和WRF对中国东部地区冬季边界层模拟效果比较[J]. 石春娥,李耀孙,杨军,邓学良,杨元建. 高原气象. 2015(02)
[5]水汽和风速对雾霾中PM2.5/PM10变化的影响[J]. 王勇,刘严萍,李江波,柳林涛. 灾害学. 2015(01)
[6]基于太阳光度计测量确定分层大气消光系数[J]. 徐梦春,徐青山,边健,王艺然,李学彬. 光学学报. 2014(12)
[7]激光雷达的应用及发展趋势[J]. 赵一鸣,李艳华,商雅楠,李静,于勇,李凉海. 遥测遥控. 2014(05)
[8]大气对流层水汽对温室效应的影响分析[J]. 高凤玲,崔国民,陶乐仁,黄晓璜,华泽钊. 工程热物理学报. 2014(04)
[9]基于改进小波阈值函数的雷达信号去噪[J]. 赵松,江汉红,张朝亮,柯泽贤. 兵工自动化. 2011(07)
[10]太阳光度计反演大气水汽总量的方法与结果对比分析[J]. 周宁,刘敏. 遥感学报. 2011(03)
博士论文
[1]西北半干旱区大气可降水量和气溶胶光学特性的反演与分析[D]. 李霞.兰州大学 2012
[2]地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究[D]. 李国平.西南交通大学 2007
硕士论文
[1]基于拉曼激光雷达的全天时大气水汽含量探测与分析[D]. 曹小明.西安理工大学 2017
[2]用卫星资料和常规资料联合估算水汽含量的研究[D]. 宛霞.兰州大学 2007
本文编号：3135802
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