拉曼氣溶膠激光雷達測量范圍

氣溶膠顆粒物時空演化、邊界層高度、后向散射系數(shù)、消光系數(shù)、偏振系數(shù)、水汽混合比、粒子譜濃度、有效半徑、質(zhì)量濃度、PM2.5、PM10時空演化等，滿足科研、氣象與環(huán)境預警等領(lǐng)域的大氣環(huán)境監(jiān)測需求。

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大氣拉曼氣溶膠激光雷達

大氣氣溶膠的氣候強迫是目前氣候變化因素中不確定性大的一項。氣溶膠的光學特征直接影響大氣輻射過程，也可以通過在微物理過程中與云-降水的相互作用間接影響輻射過程。有必要對氣溶膠光學和微物理參數(shù)進行實時連續(xù)監(jiān)測，降低氣溶膠輻射強迫在天氣和氣候模式中的不確定性。本研究利用多波段Raman激光雷達(355、532和1064nm)對北京上空氣溶膠進行了連續(xù)觀測，建立了光學參數(shù)的自動算法[1，2]，并在此基礎上提出了環(huán)境氣溶膠微物理參數(shù)的3波段Raman激光雷達反演算法[3，4]。實現(xiàn)了對北京上空氣溶膠光學和微物理參數(shù)垂直分布的實時監(jiān)測反演。2016年12月至今，在北京大學(39.99N，116.31E)校內(nèi)樓頂，利用北京大學環(huán)境科學系及國家重點實驗室的一臺多波段Raman激光雷達，米散射激光雷達總代理，對北京上空氣溶膠進行了連續(xù)觀測。利用觀測得到的米散射和Raman散射信號，建立了355、532和1064nm后向散射系數(shù)及355nm消光系數(shù)的自動反演算法，得到了北京地區(qū)上空氣溶膠光學特征。根據(jù)6S輻射傳輸模式中氣溶膠模型，假設北京上空氣溶膠由黑炭型(Soot)、可溶型(Water Soluble)和沙塵型(Dust)組合構(gòu)成，各類型氣溶膠均假設為對數(shù)正態(tài)分布;利用T-matrix米散射模型，計算三種氣溶膠的光學參數(shù)(355、532和1064nm后向散射系數(shù)和355nm消光系數(shù))制作查算表，查算表變量包括三種氣溶膠數(shù)濃度(N1，N2，N3)和可溶性氣溶膠中心粒徑(rg)。對比光學參數(shù)的觀測值和模擬值，得到三種氣溶膠數(shù)濃度和可溶型氣溶膠中心粒徑的優(yōu)解，進而計算氣溶膠微物理參數(shù)(有效半徑、表面積濃度、體積濃度和復折射指數(shù))，個例和統(tǒng)計分析表明結(jié)果合理。

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化學戰(zhàn)劑探測拉曼氣溶膠激光雷達

傳統(tǒng)的化學戰(zhàn)劑探測裝置由士兵肩負，一邊探測一邊前進，探測速度慢，且士兵容易中1毒。

俄羅斯研制成功的KDKhr―1N遠距離地面激光毒氣報警系統(tǒng)，可以實時地遠距離探測化學毒劑攻擊，確定毒劑氣溶膠云的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標以及毒劑相關(guān)參數(shù)，并可通過無線電通道或有線線路向部1隊自動控制系統(tǒng)發(fā)出報警信號，米散射激光雷達中國區(qū)技術(shù)服務中，比傳統(tǒng)探測前進了一大步。

德國研制成功的VTB―1型遙測化學戰(zhàn)劑傳感器技術(shù)更加，它使用兩臺9― 11微米、可在40個頻率上調(diào)節(jié)的連續(xù)波CO2激光器，利用微分吸收光譜學原理遙測化學戰(zhàn)劑，既安全又準確。

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