激光雷達觀測分析蘭州城郊大氣氣溶膠輻射特性.pdf

1、大氣氣溶膠是大氣科學(xué)研究中的一個重要因子。它關(guān)系到氣候、云、降水等多種氣象要素。但對其隨空間和時間的變化情況了解卻一向知之甚少，主要原因是因為觀測手段的相對缺乏。激光雷達則可以在很大程度上彌補這方面的不足。本文利用法國Cimel公司的CAML<'TM> CE-370-2 型微脈沖激光雷達對蘭州市城區(qū)和遠(yuǎn)郊榆中地區(qū)進行了觀測，在對該雷達資料建立了合適的反演方法后，對其進行了反演分析。 (1)反演方法在Femald方法基礎(chǔ)上，對該方

2、法做出了適當(dāng)?shù)男抻?。?.5km為界，將標(biāo)高的選擇分為兩套不同的方案，在觀測資料不進行平均的前提下進行選擇，對每份資料不同的有效探測高度做出判斷后，再利用斜率法計算出邊界值。另外，將激光雷達反演出的光學(xué)厚度與L97光度計的觀測資料進行對比，以月為單位分別確定出不同高度上的消光散射比S<,1>。最后，將Femald法中的插值公式做了替換，以增加反演精度。 (2)蘭州市城區(qū)的大氣氣溶膠消光系數(shù)垂直廓線表明，大氣氣溶膠主要集中在2km

3、以下，并隨高度上升而減小。蘭州市氣溶膠消光系數(shù)日變化特征為傍晚到夜間最小，上午增加，中午達到最大值。氣溶膠消光系數(shù)的季節(jié)變化特征為夏季較小，秋季增大，冬季采暖期達到最大，并且這種變化主要都是集中在2km以下。與遠(yuǎn)郊區(qū)榆中相比，蘭州城區(qū)的氣溶膠消光系數(shù)明顯較大，這種差別也主要存在于2km以下。 將三次降水過程的氣溶膠消光系數(shù)與微波輻射計對大氣中水含量的觀測結(jié)果進行了對比，發(fā)現(xiàn)利用532nm激光雷達觀測資料反演的氣溶膠消光系數(shù)，會受

4、到空氣中水含量的影響，主要表現(xiàn)為相對濕度變化的影響。這種影響在有降水出現(xiàn)的時候較為明顯，以至于雷達消光系數(shù)垂直廓線的大體趨勢變化能夠與相對濕度的垂直廓線有很多相似之處。因此，在使用激光雷達觀測時，應(yīng)該注意到大氣中水含量的可能影響。 對一次沙塵過程做出了簡要的分析，其消光系數(shù)垂直廓線說明了沙塵至少在1.5km以下是非常強烈的，并且充滿了整個高度。沙塵期間氣溶膠的光學(xué)特性數(shù)值明顯大于沙塵前后的。 本文的研究說明了激光雷達是探