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文|史说百家

裁剪|史说百家

【绪论】

气溶胶、云和水蒸气的能源学互相作用组成了一个活跃的预计界限，因为它们通过参与能量回荡经过影响地球大气的辐射进出，从而影响表象，激光雷达测量不错提供准确的垂直分辨信息，包括云柔和溶胶的多层场景。

仍是报说念了几个基于激光雷达的不雅测成果，假定激光雷达比值（LR）与距离无关但是，这种假定与内容的大气气溶胶散播不一致，因此可能导致信息丢失。

在拉曼激光雷达的情况下，拉曼通说念回波不错与弹性通说念一齐分别笃定消光系数和反向散射系数，正如不同作家所报说念的那样。

那么，拉曼激光雷达还有其他什么作用？它的检测的确准确吗？

【气溶胶消光系数】

通过与参考高度的分子主导信号进行比较，从拉曼回波中获取气溶胶背散射系数，气溶胶反向散射系数以及Mie LIDAR距离改换信号（RCS）和优化LR用于盘算气溶胶消光系数。

经常，LIDAR系统用于获取光学和微物理参数，这不错被觉得是两步反演经过。使用测得的反向散射功率来运筹帷幄光学参数，然后在反演中使用这些参数来取得微不雅物理参数。

举例数粒散播，折射率等，拉曼通说念的气溶胶消光系数检索设施触及拉曼通说念复返RCS的数值微分，由于RCS的噪声敏锐性而产生舛错，为了幸免这种作假，不错使用信号平滑时候，使用近距离参考高度不错进一步鼎新检索时候，符合的参考高度不错使用信噪比和归一化程序差来笃定，

寰宇各地对于使用大地激光雷达不雅测进行气溶胶和云端征的文献中有几项预计，LR用于粉尘气溶胶的化学表，光谱去极化比裸露可将冰与纯尘埃和烟雾划分开来，还发现它使用不同波长的去极化比来表征大气花粉和不同的尘源，弹性通说念和拉曼通说念用于表征气溶胶的微不雅物感性质。

在留尼汪岛的一个高海拔站呈文了水蒸气羼杂比（WVMR）测量成果，并通过卫星数据进行了考证，

在另一项预计中，使用自动算法从拉曼激光雷达和无线电探空仪测量中检索气溶胶和湿度参数以及温，在瑞士Payrene地区进行的初次长达十年的WVMR剖判中检测到温度和水蒸气的强大变化，其中发现可见水蒸气的变化与名义相对湿度密切有关。

图4.裸露了来自激光雷达数据的未校准WVMR的散点图和来自再分析数据的比湿度

使用线性去极化比（LDR）和云顶温度（CTT）对云的热力学相进行了泛泛的预计，与卫星不雅测比较，大地激光雷达测量在划分冰云和水云方面更灵验，通过显著不雅察到过冷水的存在，在南非德班的一项预计中。

不错了了地划分层积云和卷云，使用大地激光雷达不雅测对卷云特征进行了几项深切预计还使用拉曼激光雷达和多普勒激光雷达留意预计了气溶胶指挥的高积云微物理变化。

在印度，最近使用大地激光雷达不雅测进行的一些进击预计值得一提，印度次大陆的空气稠浊“舆图集”是使用CALIOP数据编制的，CALIOP数据是一种星载激光雷达，用于裸露次大陆的三维气溶胶散播。

有关分析认为，今年经济全面复苏推高用电量，叠加持续高温天气因素影响，今夏是存在局部缺电可能性的。针对近年出现的部分地区大规模“拉闸限电”情况，各部门今年也进行了具有针对性的准备。从全国的供电来看，虽然压力不小，但今年保供情况预计比去年将有所改善。

谢锋大使表示，一个健康稳定的中美关系符合两国共同利益，也是国际社会共同期盼。中方始终遵循习近平主席提出的相互尊重、和平共处、合作共赢原则看待和处理中美关系。希望美方与中方相向而行，不折不扣落实两国元首重要共识，用行动排除干扰、管控分歧澳门永利棋牌，以诚意加强对话、开展合作，推动中美关系止跌回稳、重回正轨。谢锋大使表明中方在经贸问题上的主要关切，要求美方高度重视，采取行动予以解决。

发现印度气溶胶消光系数的垂直剖面，随海拔高度的增多而从宽层结构拖拉变为指数减小，据报说念，在2000米的高度内，烟雾在印度东北部占主导地位，而稠浊的灰尘则在印度次大陆的其他地区占主导地位，在印度南部的大批市海得拉巴，也预计了顺风运载的农作物残茬点火和有关辐射将就的影响。

预计了气溶胶和云特质的季节性变化，并使用激光雷达的弹性通说念笃定了气溶胶光学深度（AOD），并与喜马拉雅西部地区高海拔站马诺拉峰（84 masl）上从AERONET和MODIS取得的光深（AOD）进行比较，在印度南部的热带沿海地区也对气溶胶的季节性特征进行了微脉冲激光雷达不雅测。

【时局款式与天气风景】

该地区有一个陡峻的楼梯地形，从山麓的西里古里高潮到大吉岭，空中距离为59公里，复杂的迷宫山脉，有果敢的马刺、山岳和山谷，天气变化很大，季风降水很大。

激光雷达信号处理包括放置由于仪器姿首引起的布景大气天窗和电子噪声，通过采取信号荒谬通晓的范围来评估布景，而况该范围内的平均值最小。

图1.卫星图像裸露了大吉岭的地舆位置和预计场合的地形特征

该信号的灵验范围被收尾在该高度，为了产生距离改换信号（RCS），每个数据点的距离平方定律改换赔偿了大气中与距离有关的衰减，应器具有可变旅途的开动低通导数数字滤波器去除高频重量，并使用二阶多项式对数据集进行最小二乘拟合。

图3.355 nm的平均RCS和30分钟激光雷达玄虚方差的样本图分别由玄色和红色弧线裸露

激光雷达数据是在2016年7月和5月汇注的。在此时代，咱们省略汇注七天的夜间数据，在夜间测量的情况下，对于白日测量，仅使用弹性通说念。

因为拉曼信号太弱，无法在强日光布景下检测，使用弹性通说念的交叉重量和共极化重量进行线性去极化比（LDR）运筹帷幄，附录A给出了从激光雷达信号中检索气溶胶和云光学特质的数学款式。

这里使用小型降雨雷达（MRR-2，METEK Technologies，德国）来检测降水肇始时候过甚肇始高度，它是一种垂直指向的调频联接波（FMCW）雷达，以24 MHz的带宽垂直向大气中辐照1.50 GHz辐射，由于该频率范围内水点和冰齐集体的折射率不同，溶解层云里面的雷达反射率增多，MRR与激光雷达一齐用于云人命周期的案例预计。

图2.的斜率ln（RCS）并裸露 355 nm 通说念的原始信号，箭头标志的峰和底用于笃定大鼠。

【大气界限层】

在本预计中，使用附录D中款式的非分层聚类分析（CA）设施运筹帷幄大气界限层（ABL），在这里，最好聚类数是通过最小化戴维斯指数方程（A18）和最大化邓恩指数来笃定的，该方程测量集群之间的相似性，并最大化邓恩指数，暗示紧凑且分离精采的集群方程（A19），均值RC355

这里使用了其以 30 分钟为拆开的方差，通过将每个参数的整个值除以其最大值来表率化数据。ABL顶部是通过由于ABL顶部气溶胶浓度倏得镌汰而发生簇变化的高度运筹帷幄的，这也使方差最大化。

对流羼杂的垂直范围称为“羼杂层深度”（MLD），傍晚衰减的对流羼杂酿成中性分层残余层，在夜间，通过辐照长波辐射，陆地名义冷却速率比地球大气更快，这会导致基于地表的温度逆温，从而酿成通晓的界限层。

在本案中，由于激光束和千里镜视场的部分叠加，在较低高度无法检索到竣工的信息，对激光雷达RCS的日间数据过甚60 m至2000 m方差进行聚类分析，笃定MLD，MLD被笃定为叠加高度（360 m）以上的高度，在该高度发生了第一次集群变化。

对于SBL高度的笃定，酌量了夜间激光雷达RCS过甚在60 m至1200 m高度内的方差，一个剖面中有多个聚类变化，标明夜间有多个气溶胶层，第一个高于360 m的层是SBL顶部。

其上方高达1000 m的层被笃定为残余层，残余层的深度经常被笃定为SBL顶部与封顶回转底部之间的空间。

【水蒸气羼杂比】

ABL中不同数目之间的有关性在表1的前两列中给出，LDR-WVMR 有关性对两组王人是正的，WVMR随高度的镌汰可能是由于气溶胶上凝结酿成液滴，这将产生更多的球形颗粒并导致LDR镌汰。

液滴的酿成也可能导致α一个由多重散射引起，它会增多LR，导致LR-LDR和LR-WVMR之间的负有关。

表 1.LR、LDR 和 WVMR 之间线性有关的有相干数 （R） 如表所示，整个有关性在统计兴味上均权贵，概率为 <0.05。

来自印度东北地区和上空的气溶胶主要含有车辆尾气，这些气溶胶具有更高的α一个和 AOD 但雷同β一个，与其他区域的气溶胶比较，粗模式和细模式的上风。增多α一个AOD似乎是由于领受率的增多，石墨烟灰的存在，在这个波长区域是高度领受的，可能会增多α一个。

表 2.整个这个词预计时代气溶胶层的特征

成果标明，对于上述两种情况，粗模的LDR均低于密致模式，由于粗模气溶胶由于其较大的尺寸而更容易酿成CCN，因此瞻望它们将更具球形，这β一个发现粗模式高于密致模式。

来自比哈尔邦经尼泊尔的气溶胶，含有生物资点火和东说念主为气溶胶的主要孝敬不雅测到的生物资点火的LR范围在30-60sr之间，对于这些轨迹，发现LR在60 sr以内，粗豪模式的LDR裸露的值高于密致模式。

溶性大颗粒与生物资点火气溶胶的羼杂可能会增多粗模式的LDR，在以前的职责中发现，将大型矿物粉尘与生物资点火气溶胶羼杂会增多LDR这α一个。

表 3.预计期内三个不同阶段的云的特征。

【纪念】

在本文中，咱们预计了喜马拉雅山脉东部高海拔站大吉岭的垂直范围分辨气溶胶和云层过甚光学特质，统统进行了34小时的测量，跳跃了7个晚上，激光雷达以 1 分钟的拆开提供输出，高度分辨率为 7.5 m，咱们分析了垂直和时候分辨率分别为120米和30分钟的激光雷达测量距离改换信号（RCS），因此，咱们在整个这个词分析中取得了68个RCS设立文献。

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上述RCS用于盘算α一个、β一个、激光雷达比 （LR） 和线性去偏振比 （LDR） 来预计大气的一般光学特质。模拟模式已用于 5 km 以下的分析，另一方面，光子计数模式已被用于不雅测卷云。

对气溶胶层和云层进行了坚毅，预计了它们的光学性质，同期对气溶胶源识别和云层相位检测进行了预计。

检索并校准水蒸气羼杂比（WVMR），WVMR与归一化程序差（NSD）一齐用于了解大气能源学的影响，在云糊口期内在 RCS、NSD 和 WVMR 中检测到的变化，直到降水用于褒贬云内的基础程度，分析了激光雷达RCS的周期性和派生量，以了解该地区地形、汉典传输和行星波等不同身分引起的大气变化。

气溶胶散射和领受的孝敬，由下式量化α一个对用于评估的设施敏锐，在咱们的例子中，对高度箱的平均值波动最小，因此产生了更好的成果，α一个在某些情况下发现为阴性，这可能是由于气溶胶对 387 nm 拉曼回波敏锐的影响2。

天然在季风后测量的喜马拉雅山脉西部高海拔站的震级与Palampur不雅测到的相似，但高于新德里近邻的Gawl Pahari陆地站，咱们的成果标明，不同羼杂景色下的远距离迁徙东说念主为羽流和海洋气溶胶的品貌可能是导致α一个。

盘算平均LR剖面，LR范围为0至200 sr，海拔范围为360 m（叠加高度）至2000 m，LR 的平均值和程序差 （61±20SR）是通过在360-2000米的高度范围内取平均值来盘算的。

这么的LR值标明来自印度东北部的东说念主为气溶胶和来自比哈尔邦（通过尼泊尔）的生物资点火气溶胶的主要孝敬，其震级低于Gawl Pahari，但高于Palampur。

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参考文献; 1、穆什塔克;夏尔马;班戈特拉;高塔姆;Gautam，S.大气气溶胶：一些亮点和荧光笔，当年到最近几年。 2、Fernald，F.G.大气激光雷达不雅测分析 3、Klett， J.D. 用于处理激光雷达回波的通晓分析反演贬责决策。 4、魏华;古贺;伊奥基贝;俄亥俄州和田;偏振激光雷达的通晓反演设施：分析和仿真。