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拉曼气溶胶激光---

针对全球范围内---参数实时监测技术需求，以地表30千米内与人类活动密切相关的---空间为探测对象，依据---分子的拉曼散射原理，开展具有自主---的紫外域波长激光------水汽、温度和气溶胶特性的系统及实验研究，主要涉及拉曼激光雷达系统探测技术、微弱信号提取技术与方法、大动态范围的数据拼接与校正技术、多参量并行精细探测及反演技术和模块化系统集成技术与对比实验研究等多学科交叉技术。结合多年来研究---水汽和温度拉曼激光雷达技术的积累，研制了以特殊分色1片和窄带干涉滤光片为---的拉曼分光系统，实现了---分子的振动和转动拉曼信号的精细提取技术，构建了拉曼激光雷达系统，实现了对---水汽、温度与气溶胶廓线的精细探测。长期实验探测性能稳定，---性高，可作为区域性---和空间环境地基激光雷达监测基地继续开展长期观测实验研究。

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---拉曼气溶胶激光雷达

---气溶胶的气候---是目前气候变化因素中不确定性大的一项。气溶胶的光学特征直接影响---辐射过程,也可以通过在微物理过程中与云-降水的相互作用间接影响辐射过程。有---对气溶胶光学和微物理参数进行实时连续监测,降低气溶胶辐射---在天气和气候模式中的不确定性。本研究利用多波段raman激光雷达(355、532和1064nm)对北京上空气溶胶进行了连续观测,建立了光学参数的自动算法[1,2],并在此基础上提出了环境气溶胶微物理参数的3波段raman激光雷达反演算法[3,4]。实现了对北京上空气溶胶光学和微物理参数垂直分布的实时监测反演。2016年12月至今,在北京大学(39.99n,116.31e)校内楼顶,利用北京大学环境科学系及---的一台多波段raman激光雷达,对北京上空气溶胶进行了连续观测。利用观测得到的米散射和raman散射信号,建立了355、532和1064nm后向散射系数及355nm消光系数的自动反演算法,得到了北京地区上空气溶胶光学特征。根据6s辐射传输模式中气溶胶模型,假设北京上空气溶胶由黑炭型(soot)、可溶型(water soluble)和沙尘型(dust)组合构成,各类型气溶胶均假设为对数正态分布;利用t-matrix米散射模型,计算三种气溶胶的光学参数(355、532和1064nm后向散射系数和355nm消光系数)制作查算表,查算表变量包括三种气溶胶数浓度(n1,n2,n3)和可溶性气溶胶中心粒径(rg)。对比光学参数的观测值和模拟值,得到三种气溶胶数浓度和可溶型气溶胶中心粒径的优解,进而计算气溶胶微物理参数(有效半径、表面积浓度、体积浓度和复折射指数),个例和统计分析表明结果合理。

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拉曼气溶胶激光雷达

激光雷达的研究起源于上世纪60年代末，起初主要用于军1用领域，自1995年正式实现商业化之后，在测绘、资源勘探等领域发挥了越来越多的作用，在盛行的“---”无人驾驶技术的开发上，激光雷达更是---之一。随着技术的发展和完善，激光雷达的应用范围也越来越广，其中环境监测领域就是很重要的一个方面，可以用来测量颗粒物、臭氧、温度和湿度的变化等等。

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用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、--- 、---架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如---激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；---采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。