车载差分吸收激光雷达：对流层臭氧监测的新利器

"一套测量对流层臭氧的差分吸收激光雷达系统" 本文介绍的是一套车载差分吸收激光雷达（Differential Absorption Lidar，简称DIAL）系统，专门用于探测对流层中的臭氧分布。DIAL技术是遥感领域中用于大气监测的一种先进技术，它利用激光的特定波长对臭氧分子的高吸收特性，通过比较两个相近波长的激光回波信号差异来定量测量大气中臭氧的浓度。 该系统的核心是基于Nd:YAG四倍频激光器，能够发出紫外光，这是由于对流层臭氧对紫外光的吸收较强。同时，系统采用了拉曼频移技术，进一步提高了测量的准确性和分辨率。拉曼频移是指激光在大气中传播时与气体分子相互作用，导致光的频率发生微小变化，这种变化可以提供关于气体成分的信息。 系统配备了一个卡塞格林（Cassegrain）型望远镜，用于收集返回的激光信号，而光栅光谱仪则用来分离不同波长的回波信号。数据采集部分结合了光子计数和模拟采集两种方式，以适应不同环境条件下的测量需求，并确保数据的全面性。 为了评估系统的性能，研究人员进行了对比实验，将车载DIAL系统与传统的臭氧探空仪进行对比。统计误差分析显示，两者测量的对流层臭氧数据具有很好的一致性，这不仅验证了DIAL系统的测量精度，也证明了配套的臭氧浓度分析软件的可靠性。 这套车载DIAL系统具有便携性，可以在不同的地理位置进行移动观测，对于研究对流层臭氧的空间分布、时间变化以及环境影响等具有重要意义。它为大气科学、环境保护和气候研究提供了有力的工具，有助于我们更好地理解和应对臭氧层的变化，以及其对地球生态系统和人类健康的影响。