對流層大氣氣溶膠、溫度和水汽測量激光雷達產品
發布時間:2015-05-12 作者:

產品概述

該產品融合了純轉動拉曼散射測量大氣溫度、振動拉曼散射測量水汽和偏振-拉曼-米散射測量大氣氣溶膠光學特性三種激光雷達技術和反演方法。激光雷達系統采用355nm單一波長脈沖激光作為探測光源,利用對測量波長具備高透過率的大口徑光學接收望遠鏡收集大氣后向散射光信號,后繼光路通過分色片、偏振棱鏡和干涉濾光片角度分色方法將353nm354nm355nm386nm407nm532nmP532nmS1064nm回波光信號相互分開探測。利用測量的353nm354nm大氣分子純轉動拉曼散射高低階譜線光信號用于反演得到大氣溫度廓線,利用測量的386nm407nm大氣氮氣分子和水汽分子振動拉曼散射光信號用于反演得到大氣水汽廓線,利用測量的532nmP532nmS氣溶膠米散射平行和垂直偏振分量用于反演得到大氣氣溶膠退偏振比廓線,利用測量的386nm大氣氮氣分子拉曼散射和355nm532nm1064nm氣溶膠米散射光信號用于反演得到大氣氣溶膠光學特性廓線。測量結果顯示:該激光雷達的時間分辨率為5分鐘,空間分辨率為7.5米,可同時測量近地面至10km高度范圍內大氣溫度、水汽和氣溶膠消光系數垂直廓線。大氣溫度測量精度為±2k,水汽測量精度為±1g/kg,氣溶膠消光系數測量精度為±0.1km-1。同時,該系統為車載型,結構緊湊,便于移動,在保護天窗測量狀態下具備全天候無人值守測量能力,便于開展外場試驗,適合氣象、環保和科研院所等部門對于大氣溫度、水汽和氣溶膠進行業務化觀測。

應用領域

氣象業務探測

大氣環境監測

大氣科學研究與教學

 

產品展示

 

產品特點

實現單波長355nm激光輸出,同時測量353nm354nm大氣分子純轉動拉曼散射高低階譜線光信號,大氣氮氣分子和水汽分子386nm407nm振動拉曼散射光信號,以及大氣氣溶膠355nm532nm1064nm米散射光信號

同時測量近地面至10km高度范圍內大氣溫度、水汽和氣溶膠消光系數垂直廓線,大氣溫度測量精度為±2k,水汽測量精度為±1g/kg,氣溶膠消光系數測量精度為±0.1km-1

具備連續自動觀測能力,其時間分辨率為5分鐘,空間分辨率為7.5

系統整體設計為車載型,結構緊湊,便于移動,在保護天窗測量狀態下具備全天候無人值守測量能力,便于開展外場試驗

性能指標

主要參數

 

出射激光波長

激光重復頻率

激光單脈沖能量

接收望遠鏡直徑

接收視場角

濾光片帶寬

探測通道

 

 

采集器采樣精度

采集器采樣頻率

355nm

20Hz

300mJ

450mm

0.5-2mrad(可調)

0.3nm

氣溶膠:355nm532nm1064nm

大氣溫度:353nm354nm

大氣水汽:386nm407nm

16bit

20MHz

性能指標

 

    有效測量范圍

   

空間分辨率

時間分辨率

測量精度

 

 

 

工作溫度

儲存溫度

工作方式

故障檢測和告警

[email protected]氣溶膠(晴空大氣或高云)

[email protected]大氣溫度和水汽

7.5m

2分鐘(視測量內容可調)

±[email protected]大氣溫度

±1g/[email protected]大氣水汽

±0.1km-1@氣溶膠消光系數

±15m@邊界層和云結構

-10~+50

0~+70-20~+70@激光器循環水清空條件下)

手動、自動、網絡和無線遠程控制

通過光聲現場告警,以及短信和無線告警

應用范圍

 

    大氣溶膠和云時空分布演變特征

    大氣氣溶膠退偏振比、消光或后向散射系數、激光雷達比、顏色比等光學特征

    大氣水汽和溫度時空分布演變特征

典型測量結果

 

 

 

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