国家重点基础研究发展计划(2013CB955802)
- 作品数：11 被引量：110H指数：5
- 相关作者：刘东王邦新王英俭钟志庆王珍珠更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国气象局更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金河北省气象局科研开发项目更多>>
- 相关领域：天文地球电子电信环境科学与工程理学更多>>
- 华北秋季一次低槽冷锋积层混合云宏微物理特征与催化响应分析被引量：12
- 2017年
- 利用2013年10月13日机载粒子测量系统(PMS)在张家口涞源地区对积层混合云中上部进行的增雨探测数据,分析了云的垂直微物理结构、云区的可播性和作业前后液态云粒子、冰晶及降水粒子的微物理变化。结果表明,此次降水性积层混合云的垂直结构由冷、暖两层云配置,云层发展厚实,冷云区云粒子浓度平均为62 cm^(-3),液态水含量最大0.05 g/m^3;2DC和2DP探测的冰晶及降水粒子平均浓度分别为1.9和2.2 L^(-1);暖云内云粒子数浓度集中在300 cm^(-3)左右,液态水含量约0.1 g/m^3。探测区域云粒子数浓度的水平分布不均匀。利用云内过冷水含量和冰晶浓度等参数判断,该降水性积层混合云的播撒作业层具有强可播性。对比作业前后云中粒子浓度及平均直径发现,云粒子在作业前时段内的平均浓度为31 cm^(-3),远高于作业后平均浓度(17.6 cm^(-3));但平均直径变化不大。作业后冰晶粒子通过贝吉龙过程消耗过冷水长大,浓度由之前的0.86 L^(-1)增至4.27 L^(-1),平均直径也增至550μm。冰晶粒子逐渐长大形成降水,降水粒子浓度也相应有所升高,谱明显变宽。
- 秦彦硕蔡淼刘世玺蔡兆鑫胡向峰吕峰
- 关键词：积层混合云微物理特征
- 大气气溶胶细粒子谱校正方法实验研究
- 2014年
- 利用Gilibrator-2电子皂膜流量计对扫描电迁移率粒径分析仪(scanning mobility particle sizer,SMPS)的系统流量进行了校正,同时利用气溶胶发生器对SMPS测量粒径的准确度进行了检测。结果表明:校正SMPS系统流量前,其样流和鞘流的面板显示值与实际值存在偏差。用标准粒径200 nm的聚苯乙烯乳胶球发生气溶胶,得到校正面板流量前后SMPS的峰值直径分别为274.3 nm和198.7 nm,测量结果与标准粒径的偏差从36.1%降低到2.1%,校正后可以实现准确测量。对比分析了校正流量前后SMPS谱分布和数浓度的变化情况以说明校正的必要性。
- 李珍珍王珍珠徐学哲黄印博
- 关键词：大气光学气溶胶
- 大气气溶胶谱分布的多波长拟合模拟反演被引量：5
- 2017年
- 在构建355,532,1064nm 3个波长的后向散射效率因子与355nm和532nm两个波长的消光效率因子查算表的基础上,正演计算出气溶胶的3个波长的后向散射系数与两个波长的消光系数(3β和2α)。通过非线性拟合,模拟反演了对数正态单峰分布情况下气溶胶的谱分布参数。结果表明:该方法可以反演得到单峰分布的气溶胶谱分布参数,不同初始值对反演结果的影响较小;复折射指数对气溶胶谱分布的反演起重要作用,当复折射指数的实部和虚部分别具有±1步长范围内的不确定性时,反演得到的粒子数浓度、几何标准偏差和峰值半径3个参数的相对误差分别为20.32%、33.50%和24.72%,其中实部比虚部的误差贡献更大。该研究为多波长激光雷达反演气溶胶谱分布垂直廓线的研究提供了理论基础。
- 徐继伟刘东谢晨波王珍珠王邦新钟志庆马晖王英俭
- 关键词：大气光学气溶胶谱分布激光雷达多波长
- 三波长激光雷达探测卷云有效激光雷达比被引量：7
- 2016年
- 根据米氏散射理论，对卷云消光特性、有效激光雷达比与波长之间的关系进行了模拟研究，并基于三波长激光雷达系统于2011年1月至2012年10月在合肥西郊的观测资料，计算了卷云不同波长的有效激光雷达比。理论和实验结果均表明，对三波长激光雷达系统所用的355，532，1064nm三个波长而言，卷云的消光系数与波长无关，有效激光雷达比随着波长的增大而增大。合肥地区的卷云有效激光雷达比主要分布在10～70sr之间，它们对应三个波长上的均值分别为（21．0±9．3）sr，（29．4±11．7）sr，（38．1±11．4）sr。355nm波长的卷云有效激光雷达比秋季最低，而532nm和1064nm波长则秋季最高。
- 季承荔陶宗明胡顺星张学海刘东王珍珠钟志庆谢晨波苑克娥曹开法黄见王英俭
- 关键词：大气光学激光雷达卷云
- 研究星载IPDA激光雷达探测CO_2光谱纯度
- 2018年
- 光谱纯度是积分路径差分吸收激光雷达最重要的系统参数之一,光谱纯度直接影响CO_2数据的探测精度.在模式研究中要求输入观测的CO_2数据误差小于1×10^(-6),对激光器光谱纯度参数设计提出很高要求.本文采用有效吸收截面分析探测反演误差的方法,研究了由光谱纯度带来的CO_2柱浓度探测误差,并基于窄带滤波器对光谱不纯能量的抑制作用,对不同带宽的窄带滤波器进行选择和分析,从而达到降低对光谱纯度的要求,提升探测精度的目的,最后讨论了由于窄带滤波器造成的能量衰减所对随机误差的影响.结果表明:当光谱纯度为99.9%,窄带滤波器带宽1GHz,透射率为0.86,脉冲能量为100mJ时CO_2探测的系统误差小于0.084×10^(-6),随机误差小于0.02×10^(-6),满足探测精度要求.
- 马晖邓迁刘东谭敏徐继伟谢晨波王珍珠王邦新黄见王英俭
- 关键词：激光雷达误差分析
- 一种非对称双成分气溶胶粒子模型的散射特性分析被引量：4
- 2013年
- 气溶胶单粒子的光学特性对于大气辐射过程的精确模拟至关重要。利用离散偶极子近似法，研究了一种硫酸盐包裹黑碳的非对称双成分气溶胶粒子模型在尺度参数为0.1~25时的光学特性，通过改变黑碳的位置分析了内部结构对内混合粒子光学特性的影响。黑碳位置对整个内混合体的消光、散射、后向散射效率因子、不对称因子、消光后向散射比和单次散射反照率有重要影响，在瑞利散射区影响较小，而在米氏散射区影响较大。黑碳位置仅对瑞利散射区的散射相函数和瑞利散射区中除了0°和180°附近之外散射角方向的影响较小。黑碳越小，其位置对内混合体的消光、散射和后向散射效率因子的影响越小。同一尺度参数下，黑碳离球心越近，内混合体单次散射反照率越小，而吸收效率因子则越大，存在明显的透镜效应。黑碳越小，透镜效应越明显；内混合体尺度参数越大，透镜效应也越明显。
- 张小林黄印博饶瑞中
- 关键词：大气光学气溶胶粒子光散射内部结构
- 有效介质理论对致密内混合粒子光散射适用性被引量：5
- 2014年
- 利用离散偶极子近似法和Bruggeman有效介质理论，研究了含有黑碳和硫酸盐两种成分的内混合致密气溶胶粒子在尺度参数变化范围为0.1~25时的光学特性，并通过分析比较两种算法计算光学特性的差别研究了有效介质理论对致密内混合粒子光散射的适用性。对单分散系，有效介质理论在瑞利散射区具有较好的适用性，能较好地被用来近似计算内混合粒子的消光、吸收、散射、后向散射效率因子、不对称因子、消光后向散射比和单次散射反照率，相对偏差皆在7%以内；而有效介质理论在米散射区的适用性较差，相对偏差最大可分别达到25%、88%、66%、5000%、42%、1100%和47%，但当内混合体所含的内核较小（体积比1%以内）时仍可以近似使用。在粒子尺度参数大于4时，有效介质理论基本上会低估散射效率因子，却会高估吸收效率因子和不对称因子。而对多分散系，有效介质理论能近似用来计算各光学参量，相对偏差在9%以内。
- 张小林黄印博饶瑞中
- 关键词：光散射大气气溶胶有效介质理论
- IPDA激光雷达数据反演快速精确优化算法被引量：1
- 2018年
- 研究了积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达中采用洛伦兹线型代替伏格特线型对机载平台探测CO_2柱浓度精度的影响。建立仿真模型,讨论两种线型在数据反演中对温度和气压的敏感性,以及探测相对误差变化随飞行高度的变化。结果表明:伏格特和洛伦兹线型得到的吸收截面,温度和气压敏感性,相对随机误差分别为0.860%,-0.703%和0.224%,基本没有差别,但是洛伦兹线型可以有效地提高光谱参数计算效率。机载IPDA激光雷达采用洛伦兹线型可以快速高精度反演飞行路径上CO_2柱浓度,降低了对系统计算能力的要求,有助于实现在飞期间数据实时反演和分析,以及实施针对突发事件的飞行规划,同时也有助于进一步实现机载激光雷达系统的小型化和集成化。
- 马晖刘东李文峰廖鹤谢晨波王珍珠王邦新黄见王英俭
- 关键词：CO2激光雷达
- 三波长激光雷达探测合肥地区卷云特性被引量：20
- 2014年
- 卷云对地气辐射收支平衡有重要影响。根据三波长激光雷达系统于2011年1月-2012年10月在合肥西郊的观测资料，对比分析了不同波长对卷云的探测能力，并研究了合肥地区卷云的云结构和光学厚度等特征。结果表明，在所用的三波长（355、532、1064 nm）中，激光雷达的波长越长，其对卷云的探测能力就越强。合肥地区卷云的云峰平均高度在8 km左右，冬季较低，夏季较高；卷云平均厚度在1-2 km之间。三个波长探测所得的卷云光学厚度基本一致，从而验证了卷云的消光系数与波长无关的理论。合肥地区的卷云以光学厚度小于0.3的薄卷云为主，平均光学厚度在0.12左右。
- 季承荔陶宗明胡顺星刘东王珍珠钟志庆谢晨波伯广宇王邦新周军
- 关键词：大气光学卷云激光雷达光学厚度
- CCD激光雷达探测边界层气溶胶消光系数垂直分布被引量：19
- 2013年
- 提出了一种反演边界层以下气溶胶消光系数垂直廓线的方法。设计了一种以电荷耦合器件（CCD）为探测器、激光器为发射端的收发分置激光雷达系统（CCD激光雷达）。基于此系统测量了水平激光束图像与垂直激光束从地面起0-1.2 km高度的气溶胶角散射灰度图像。利用水平散射图像得到大气散射相函数相对值，将其作为参数反演了垂直方向的气溶胶消光系数分布廓线。将得到的消光系数值与合肥大气辐射观测站的双波长偏振米散射激光雷达（DWPL）的观测结果进行了对比，结果表明两者一致性较好。同时给出了合肥地区4个夜晚连续观测的气溶胶廓线分布。CCD激光雷达优势在于无盲区，在近地面空间分辨率可达0.032 m/pixel，在边界层以下气溶胶探测具有潜力。
- 孟祥谦胡顺星王珍珠胡欢陵王英俭
- 关键词：大气光学边界层
