双视场激光雷达探测武汉大气气溶胶光学特性

"本文介绍了一套自行研制的双视场激光雷达系统，该系统用于探测武汉上空的大气气溶胶。系统采用离轴和同轴两种收发光学系统，分别针对高空和低空大气进行观测，特别是大气边界层。通过模拟数字信号探测和光子计数信号探测技术，解决了回波信号动态范围大的问题，实现了高低空同时探测。通过信号处理和反演，系统能有效获取大气气溶胶的光学特性，并通过与其他激光雷达数据对比，验证了其探测的可靠性和准确性。" 文章详细讨论了双视场激光雷达在大气光学研究中的应用，特别是在气溶胶探测中的优势。激光雷达（Light Detection and Ranging，LIDAR）是一种非接触式远程探测技术，利用激光的Mie散射原理来分析大气成分，如气溶胶粒子。气溶胶是悬浮在大气中的固态或液态微粒，对气候、空气质量以及能见度有显著影响。 文中提到的关键技术包括： 1. **双视场设计**：系统包含两个独立的接收视场，一个离轴设计用于高空探测，另一个同轴设计专注于低空尤其是大气边界层的观测。这种设计可以同时获取不同高度的信息，避免了传统单视场雷达可能存在的探测盲区。 2. **混合信号探测**：数据采集单元结合模拟数字信号探测和光子计数技术，以适应广泛的回波信号动态范围。这使得系统能够准确捕捉到从弱到强的各种回波信号，提高了探测的精度和效率。 3. **信号处理与反演**：通过对接收到的大气回波信号进行拼接和反演，可以提取出气溶胶的光学特性，如消光系数、后向散射系数等，这些参数对于理解大气气溶胶的分布、来源和影响至关重要。 通过与其他地区的激光雷达数据对比，这套双视场激光雷达系统的探测结果得到了验证，证明了其在气溶胶监测中的可靠性和科学价值。这对于气象学、环境科学以及气候变化研究等领域提供了重要的观测手段，有助于更好地理解和预测大气气溶胶对环境和气候的影响。 这篇摘要介绍了双视场激光雷达系统在大气气溶胶探测领域的创新设计和技术实现，强调了其在大气光学研究中的重要作用，并展示了其在实际应用中的优秀性能和数据质量。