激光雷达报告综述课件

Data Inversion of Aerosol Sensing LidarYang Hui7/7/2024I.I.气溶胶探测的意义气溶胶探测的意义II.II.散射型激光雷达方程散射型激光雷达方程III.III.数据准备数据准备IV.IV.数据反演算法及分析数据反演算法及分析V.V.下一步工作下一步工作ContentsI.I.影响全球气候影响全球气候u影响地气系统的辐射平衡，影响地表平均温度，物理过程远比影响地气系统的辐射平衡，影响地表平均温度，物理过程远比COCO2 2等微量气体的温室效应复杂；等微量气体的温室效应复杂；II.II.影响全球大气环境影响全球大气环境u气溶胶粒子在空气中可滞留较长的时间，且大多数气溶胶粒子存气溶胶粒子在空气中可滞留较长的时间，且大多数气溶胶粒子存在于在于2 23Km3Km以下的低对流层（以下的低对流层（LT,PBLLT,PBL）中，可直接导致近地面大气）中，可直接导致近地面大气的污染，被污染气溶胶粒子进入呼吸道的危害比污染气体的危害的污染，被污染气溶胶粒子进入呼吸道的危害比污染气体的危害更严重，尤其是致癌和致突变物质大部分存在于气溶胶中；更严重，尤其是致癌和致突变物质大部分存在于气溶胶中；u一些气溶胶会增强污染物的毒性；一些气溶胶会增强污染物的毒性；u气溶胶浓度的增加，将降低大气的能见度，对交通运输和日常生气溶胶浓度的增加，将降低大气的能见度，对交通运输和日常生活带来不利影响。如不良能见度（活带来不利影响。如不良能见度（800800米）是发生航空事故的主米）是发生航空事故的主要原因之一；要原因之一；u大气大气气溶胶能在全球范围内扩散和迁移，其污染危害是广域的，气溶胶能在全球范围内扩散和迁移，其污染危害是广域的，无边界的。无边界的。1、气溶胶探测的意义Lidar Remote Sensing of AerosolLayout of MPL LidarMPLs Running Interface2003-07-18 14:00pm2003-09-24 17:00pm2 2、Mie散射型散射型激光雷达方程激光雷达方程单端接收单端接收单端接收单端接收一般形式一般形式一般形式一般形式3 3、Data RegisteringData Registering（数据准备）（数据准备）n n数据采集n n数据预处理去背景重叠修正数据平滑标定点（边界条件）确定重叠修正标定点选择标定点选择4 4、MieMie散射型激光雷达方程的反演算法散射型激光雷达方程的反演算法4.1 Mie散射型激光雷达方程4.2 典型反演算法 斜率法(Collis,1966)多仰角法(J.D.Sprinhirne,1980)Klett法(J.D.Klett,1981)Fernald法(F.G.Fernald,1976)斜斜 率率 法法斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：晴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：晴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：晴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴斜率法示例斜率法示例(1)天气情况说明：阴多仰角法（回归法）假设条件：1）各分层中大气消光与后向散射比为常数；2）某一高度区间内光学厚度不变，即不同斜层在垂直方向上的有效透过率相同Klett法(1)(1)(2)(3)Klett法(2)前向积分：前向积分：后向积分：后向积分：Fernald法(1)Sa：气溶胶消光散射比，与气溶胶特性(浓度，折射指数虚部，尺度谱分布)有关，取值范围为10-100，对523nm,532nm激光而言，一般为40-50Sm:大气分子消光散射比，值为8/3气溶胶后向散射系数：气溶胶后向散射系数：Fernald法(2)后向积分：后向积分：前向积分：前向积分：气溶胶后向散射系数：气溶胶后向散射系数：Fernald法(3)后向积分：前向积分：气溶胶消光系数：气溶胶消光系数：其中，其中，S=Sa/SmFernald数据反演示例数据反演示例(1)Fernald数据反演示例数据反演示例(1)Fernald数据反演示例数据反演示例(1)Fernald数据反演示例数据反演示例(1)Fernald数据反演示例数据反演示例(2)Fernald数据反演示例数据反演示例(1)中国北部和亚洲沙尘暴监测Next Workn n数据对比和验证n n反演算法的改进和优化n n对流层(尤其是LT,PBL)等特性参数的反演n n气溶胶浓度廓线等的数据反演Acknowledgements