4、激光測風(fēng)

激光測風(fēng)主要有多普勒、相關(guān)、雙光束干涉和閃爍四種探測原理，前兩種應(yīng)用前景更好。

激光相關(guān)測風(fēng)是通過統(tǒng)計(jì)分析由濃度和尺度不同的氣溶膠團(tuán)塊引起的激光回波信號在時間和空間上的不均勻結(jié)構(gòu)，以求取風(fēng)速和風(fēng)向。1993年已著手研制一臺相關(guān)測風(fēng)的激光雷達(dá)，主要用于探測1km高度以下的大氣風(fēng)場。該雷達(dá)采用Nd-YAG激光器，接收望遠(yuǎn)鏡的口徑為20cm。

5、多次散射研究

在激光多次散射研究方面，我們與德國慕尼黑大學(xué)氣象研究所H.Quenzel教授等人合作，發(fā)展了一個參數(shù)化的多次散射激光雷達(dá)方程。該方程基于我們引進(jìn)的四個因子，即幾何消光因子、消光分布因子、前向散射因子和后向散射因子。前兩個因子表征多次散射成分對大氣消光系數(shù)分布、激光的發(fā)散角和接收視場角以及接收孔徑的依賴關(guān)系。后兩個因子表征多次散射成分對散射相函數(shù)的依賴關(guān)系。這個參數(shù)化多次散射雷達(dá)方程在241個數(shù)值試驗(yàn)中得以檢驗(yàn)。數(shù)值試驗(yàn)表明，在小于4的光學(xué)厚度內(nèi)參數(shù)化的解和Monte Carlo解之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于27％，而本模式的計(jì)數(shù)時間比MonteCarlo方法偏小4個數(shù)量級左右。

最近我們又應(yīng)用參數(shù)化的多次散射雷達(dá)方程，分析了激光多次散射對激光回波信號和一次散射雷達(dá)方程反演結(jié)果的效應(yīng)，提出了迭代前向積分法和迭代后向積分法以求解參數(shù)化的多次散射雷達(dá)方程，并根據(jù)多次散射信號對云和氣溶膠的前向散射相函數(shù)的高度敏感性提出了一個從雙接收視場的多次散射激光回波信號，同時確定云和氣溶膠消光系數(shù)分布和前向散射相函數(shù)的方法，還通過數(shù)值試驗(yàn)分析了這些反演方法在地基激光雷達(dá)和空間站激光雷達(dá)兩種情形下的適用性。

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6、激光空間遙感

激光空間大氣遙感研究已有近二十年的歷史，它的主要目的在于探測全球尺度的大氣參數(shù)。國際上計(jì)劃發(fā)展的空載激光雷達(dá)主要是后向散射、差分吸收和多普勒三類，以后向散射為工作原理的Nd-YAG激光雷達(dá)技術(shù)最成熟，將首先送上空間平臺以探測大氣氣溶膠和云的光學(xué)特性等。我國的激光空間遙感研究起步于1988年，中科院大氣物理研究所和上海光機(jī)所合作研制了一臺以空間遙感為目的地面原理實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，該雷達(dá)采用NdYAG激光器，工作波長為1.06μM和0.532μm、接收望遠(yuǎn)鏡口徑為30Cm，主要用于探測云和氣溶膠的光學(xué)特性。此外，我們在激光空間遙感云和氣溶膠分布的反演方法研究方面也取得了一些進(jìn)展。