半干旱區(qū)激光雷達(dá)的探測(cè)及應(yīng)用研究.pdf

1、激光雷達(dá)是當(dāng)前一種應(yīng)用廣泛的主動(dòng)式遙感工具，本文針對(duì)蘭州大學(xué)兩臺(tái)激光雷達(dá)，CAMLTM CE-370-2和MPL-4B分別在2005年7月至2007年1月及2007年3月至2009年1月的觀測(cè)資料，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)篩選處理，探討了兩臺(tái)雷達(dá)的實(shí)際探測(cè)高度和應(yīng)用差異。利用Klett法及Fernald法對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行了反演計(jì)算，討論了不同反演方法的參數(shù)選取、反演結(jié)果的差異性，探討了激光雷達(dá)對(duì)半干旱區(qū)典型天氣狀況下(浮沉天氣、揚(yáng)沙天氣、多云天氣)

2、大氣氣溶膠的反演能力，討論了邊界層內(nèi)氣溶膠的三維變化，主要研究結(jié)果如下：
　　 1，實(shí)際探測(cè)高度的探討：相對(duì)CAMLTM CE-370-2激光雷達(dá)，MPL-4B的實(shí)際探測(cè)高度較高，前者最大探測(cè)高度15.8km，平均探測(cè)高度6.6km，后者則分別為22.8km和12.4km。
　　 2，反演參數(shù)的選取：認(rèn)為在半干旱區(qū)，采用Klett算法反演氣溶膠消光系數(shù)時(shí)參數(shù)k值取0.78較為合理；采用Fernald算法反演氣溶膠消光系數(shù)

3、時(shí)參數(shù)S1進(jìn)行分層取值：2km以下取15，2km～15km取20，15km～20km取40，20km～25km取50。
　　 3，反演方法的比較：分析兩種方法的反演結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于實(shí)際探測(cè)高度頂端以下的氣溶膠消光系數(shù)，兩種方法的反演結(jié)果基本一致，在接近際探測(cè)高度頂端大約1km范圍時(shí)開始出現(xiàn)差異：Fernald法反演結(jié)果較Klett法大1到2個(gè)量級(jí)；但當(dāng)整層大氣氣溶膠分布較均勻時(shí)，兩種方法反演得到的整層氣溶膠消光系數(shù)廓線基本吻合。<

4、br>　　 4，儀器的差異性分析：對(duì)兩臺(tái)激光雷達(dá)的同期探測(cè)資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)儀器得到的大氣氣溶膠消光系數(shù)量級(jí)基本一致，垂直廓線的變化趨勢(shì)十分相似，所反映的氣溶膠密集區(qū)也十分一致。雖然MPL-4B的探測(cè)高度較高，但實(shí)際探測(cè)高度頂端附近的氣溶膠消光系數(shù)卻會(huì)出現(xiàn)數(shù)值較大的情況；
　　 5，2008年5月1～2日，是～次半干旱區(qū)典型的浮塵、揚(yáng)沙天氣過程，MPL-4B的反演結(jié)果完整的反映了此次過程。浮塵天氣下，低層氣溶膠密集區(qū)出現(xiàn)在

5、1～2km的高度范圍內(nèi)，密集區(qū)消光系數(shù)最大值在0.4～1.0 km-1之間，高層氣溶膠密集區(qū)出現(xiàn)在5～7km的高度范圍內(nèi)，密集區(qū)消光系數(shù)最大值在1.0～1.8 km-1之間；揚(yáng)沙天氣下，低層氣溶膠密集區(qū)出現(xiàn)在0～1km的高度范圍內(nèi)，密集區(qū)消光系數(shù)最大值在1.0～2.5 km-1之間，高層氣溶膠分布較均勻，消光系數(shù)值為0.25km-1左右，偶爾在6km處出現(xiàn)密集區(qū)，密集區(qū)消光系數(shù)最大值在2.0～2.5 km-1；
　　 6，200

6、7年4月3日，是半干旱區(qū)典型的多云轉(zhuǎn)晴天氣過程，MPL-4B的反演結(jié)果也同樣完整的反映了此次過程：3點(diǎn)，5km高度范圍處出現(xiàn)較薄的氣溶膠密集區(qū)，消光系數(shù)最大值約為0.2 km-1；9點(diǎn)～15點(diǎn)，分別在4km和8km高度范圍處出現(xiàn)較厚的密集區(qū)，消光系數(shù)最大值約為0.25～0.6km-1之間；18點(diǎn)之后，整層氣溶膠分布趨于均勻，消光系數(shù)在0.05 km-1左右；
　　 7，選取春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)的激光雷達(dá)探測(cè)資料，反演得到了半干