中高层大气金属层的激光雷达观测与机制研究

发布时间：2023-10-02 07:14

　　本文首先对当前国际上有关大气常规金属层、偶发金属层和金属层白天观测研究中的不同观点进行了总结阐述,接着对大气激光雷达原理及共振荧光激光雷达系统进行了详细描述,随后采用北京高时间分辨率的激光雷达数据对钠常规层的变化率和特征时间进行了计算,通过连续性方程将观测值与理论计算值进行比较得到金属层内部小尺度变化的可能机制,最后基于武汉地区铁钠雷达同时同体积观测数据发现报道了铁钠双层同时偶发现象并对其形成原因进行了讨论,各章具体内容如下:1.总结当前国际上关于中高层大气常规金属层、偶发金属层和金属层白天观测研究的现状及争论焦点。核心讨论常规层中铁钠原子层上下边界高度随时间的相关性,当前模型中铁钠剖面错位结构与观测中铁钠剖面嵌套结构的不一致现象;偶发金属层的形成机制到底是金属离子中性化还是微流星直接消融;铁密度日出时下边界随太阳高度角向下延伸,日落时随太阳高度角向上收缩的现象及原因等。2.阐述了不同散射机制下大气探测激光雷达原理,偏振激光雷达原理,北京与武汉共振荧光激光雷达系统、数据反演算法和可能的误差来源。3.基于北京2011年5月到11月共47个夜晚395小时钠激光雷达高时间分辨率观测数据,我们...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 大气环境简介与金属层激光雷达研究综述
    1.1 地球大气环境简介
    1.2 大气金属层激光雷达观测研究综述
        1.2.1 常规金属层观测研究
        1.2.2 偶发金属层观测研究
        1.2.3 金属层白天观测研究
第2章 大气探测激光雷达原理与共振荧光雷达系统
    2.1 大气激光雷达探测原理
    2.2 共振荧光激光雷达系统
        2.2.1 雷达发射部分
        2.2.2 雷达接收部分
        2.2.3 雷达信号检测与处理部分
    2.3 激光雷达方程与反演算法
        2.3.1 金属原子密度反演
        2.3.2 金属原子柱密度、质心高度、均方根宽度
        2.3.3 误差来源
第3章 高时间分辨率钠雷达对常规钠层短时变化研究
    3.1 研究背景
    3.2 观测设备与数据描述
    3.3 高时间分辨率下常规钠层观测结果
        3.3.1 钠层短时变化与误差分析
        3.3.2 钠层短时变化率与特征时间
    3.4 基于雷达观测钠层快速扰动的机制讨论
        3.4.1 化学循环对钠密度变化率的贡献
        3.4.2 风场输运对钠密度变化率的贡献
        3.4.3 风场散度对钠密度变化率的贡献
        3.4.4 常规钠层高度范围连续性方程各项讨论
    3.5 本章小结
第4章 双层偶发现象铁钠雷达同时同体积观测研究
    4.1 研究背景
    4.2 观测设备与数据描述
    4.3 铁原子双层偶发事件观测结果
    4.4 铁上层与次层偶发对比研究
    4.5 铁钠双层偶发事件同时同体积观测研究
    4.6 单偶发层与双偶发层形成机制讨论
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻博期间的科研成果
致谢



本文编号：3850351