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对流层大气气溶胶、温度和水汽测量激光雷达产品
发布时间:2015-05-12 作者:

产品概述

该产品融合了纯转动拉曼散射测量大气温度、振动拉曼散射测量水汽和偏振-拉曼-米散射测量大气气溶胶光学特性三种激光雷达技术和反演方法。激光雷达系统采用355nm单一波长脉冲激光作为探测光源,利用对测量波长具备高透过率的大口径光学接收望远镜收集大气后向散射光信号,后继光路通过分色片、偏振棱镜和干涉滤光片角度分色方法将353nm354nm355nm386nm407nm532nmP532nmS1064nm回波光信号相互分开探测。利用测量的353nm354nm大气分子纯转动拉曼散射高低阶谱线光信号用于反演得到大气温度廓线,利用测量的386nm407nm大气氮气分子和水汽分子振动拉曼散射光信号用于反演得到大气水汽廓线,利用测量的532nmP532nmS气溶胶米散射平行和垂直偏振分量用于反演得到大气气溶胶退偏振比廓线,利用测量的386nm大气氮气分子拉曼散射和355nm532nm1064nm气溶胶米散射光信号用于反演得到大气气溶胶光学特性廓线。测量结果显示:该激光雷达的时间分辨率为5分钟,空间分辨率为7.5米,可同时测量近地面至10km高度范围内大气温度、水汽和气溶胶消光系数垂直廓线。大气温度测量精度为±2k,水汽测量精度为±1g/kg,气溶胶消光系数测量精度为±0.1km-1。同时,该系统为车载型,结构紧凑,便于移动,在保护天窗测量状态下具备全天候无人值守测量能力,便于开展外场试验,适合气象、环保和科研院所等部门对于大气温度、水汽和气溶胶进行业务化观测。

应用领域

气象业务探测

大气环境监测

大气科学研究与教学

 

产品展示

 

产品特点

实现单波长355nm激光输出,同时测量353nm354nm大气分子纯转动拉曼散射高低阶谱线光信号,大气氮气分子和水汽分子386nm407nm振动拉曼散射光信号,以及大气气溶胶355nm532nm1064nm米散射光信号

同时测量近地面至10km高度范围内大气温度、水汽和气溶胶消光系数垂直廓线,大气温度测量精度为±2k,水汽测量精度为±1g/kg,气溶胶消光系数测量精度为±0.1km-1

具备连续自动观测能力,其时间分辨率为5分钟,空间分辨率为7.5

系统整体设计为车载型,结构紧凑,便于移动,在保护天窗测量状态下具备全天候无人值守测量能力,便于开展外场试验

性能指标

主要参数

 

出射激光波长

激光重复频率

激光单脉冲能量

接收望远镜直径

接收视场角

滤光片带宽

探测通道

 

 

采集器采样精度

采集器采样频率

355nm

20Hz

300mJ

450mm

0.5-2mrad(可调)

0.3nm

气溶胶:355nm532nm1064nm

大气温度:353nm354nm

大气水汽:386nm407nm

16bit

20MHz

性能指标

 

    有效测量范围

   

空间分辨率

时间分辨率

测量精度

 

 

 

工作温度

储存温度

工作方式

故障检测和告警

0-15km@气溶胶(晴空大气或高云)

0-10km@大气温度和水汽

7.5m

2分钟(视测量内容可调)

±2k@大气温度

±1g/kg@大气水汽

±0.1km-1@气溶胶消光系数

±15m@边界层和云结构

-10~+50

0~+70-20~+70@激光器循环水清空条件下)

手动、自动、网络和无线远程控制

通过光声现场告警,以及短信和无线告警

应用范围

 

    大气溶胶和云时空分布演变特征

    大气气溶胶退偏振比、消光或后向散射系数、激光雷达比、颜色比等光学特征

    大气水汽和温度时空分布演变特征

典型测量结果