拉曼氣溶膠激光雷達(dá)基本原理

以激光為光源，通過(guò)探測(cè)激光與大氣相互作用的光波信號(hào)來(lái)遙感大氣．光波與大氣中介質(zhì)相互作用，產(chǎn)生包含氣體分子和氣溶膠粒子有關(guān)信息的輻射信號(hào)，利用適當(dāng)?shù)姆囱莘椒ň涂梢詮闹械玫疥P(guān)于氣體分子和氣溶膠粒子的相關(guān)信息．利用彈性散射信號(hào)確定顆粒物消光系數(shù)的方法無(wú)法改變這樣的事實(shí)：根據(jù)雷達(dá)信號(hào)來(lái)同時(shí)確定氣溶膠消光系數(shù)和后向散射系數(shù)這兩個(gè)未知的物理量．系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：光學(xué)發(fā)射與接收光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)組件中的電子學(xué)系統(tǒng)(包括激光器電源、信號(hào)放大、采集和控制單元)以及信號(hào)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)．

應(yīng)用：目前主要應(yīng)用與大氣溫度測(cè)量以及大氣污染測(cè)監(jiān)測(cè)，北京奧運(yùn)會(huì)期間曾經(jīng)利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了大氣能見(jiàn)度以及污染顆粒的檢測(cè)。

拉曼氣溶膠激光雷達(dá)測(cè)量范圍

氣溶膠顆粒物時(shí)空演化、邊界層高度、后向散射系數(shù)、消光系數(shù)、偏振系數(shù)、水汽混合比、粒子譜濃度、有效半徑、質(zhì)量濃度、PM2.5、PM10時(shí)空演化等，滿足科研、氣象與環(huán)境預(yù)警等領(lǐng)域的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)需求。

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濟(jì)南開展拉曼氣溶膠激光雷達(dá)觀測(cè)工作

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為快速獲得區(qū)域內(nèi)大氣顆粒物分布情況，有效分析顆粒物污染的生消過(guò)程和跨界輸送，為濟(jì)南市大氣污染提供數(shù)據(jù)支撐，濟(jì)南市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站近期組織開展了氣溶膠激光雷達(dá)走航觀測(cè)工作。此次走航觀測(cè)工作由1月初開始，3月中旬結(jié)束，為期二個(gè)多月，分為市區(qū)內(nèi)走航和長(zhǎng)途走航兩部分。市區(qū)內(nèi)走航觀測(cè)路線包括濟(jì)南市二環(huán)沿線、繞城高速沿線、經(jīng)十路全程以及各個(gè)空氣站周邊等我市污染特征明顯路線和區(qū)域。長(zhǎng)途走航結(jié)合污染物傳輸過(guò)程，可實(shí)時(shí)反演不同高度氣溶膠濃度，包括北京至濟(jì)南和濟(jì)南至龍口兩條路線。     車載激光雷達(dá)技術(shù)是基于米氏散射原理，利用激光對(duì)大氣顆粒物的時(shí)空分布進(jìn)行遙感探測(cè)，獲取大氣消光系數(shù)、退偏振比、邊界層高度、光學(xué)厚度等參數(shù)，分析區(qū)域污染物分布、輸送特征與來(lái)源。此次激光雷達(dá)走航充分利用車載激光雷達(dá)技術(shù)，結(jié)合激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、地面氣象數(shù)據(jù)、后向軌跡分析等對(duì)濟(jì)南市大氣顆粒物污染進(jìn)行了深入的討論和分析，對(duì)摸清濟(jì)南市大氣顆粒物污染的時(shí)空分布和輸送規(guī)律，實(shí)時(shí)反映重污染天氣演變過(guò)程具有重要意義，為政府決策者制定大氣重點(diǎn)防治策略積累大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

激光雷達(dá)的研究起源于上世紀(jì)60年代末，起初主要用于軍1用領(lǐng)域，自1995年正式實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之后，在測(cè)繪、資源勘探等領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越多的作用，在盛行的“黑科技”無(wú)人駕駛技術(shù)的開發(fā)上，激光雷達(dá)更是核心技術(shù)之一。隨著技術(shù)的發(fā)展和完善，激光雷達(dá)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，其中環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域就是很重要的一個(gè)方面，可以用來(lái)測(cè)量顆粒物、臭氧、溫度和濕度的變化等等。

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