气象学论文_激光雷达结合SBDART模式对实际大气

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文章摘要:受限于辐射传输方程的复杂性，实际大气散射辐射亮度的计算和测量一直是难题。为给辐射传输方程求解提供足够的气溶胶状态信息，本文提出了一种双波长拉曼-米激光雷达探测技术和系统，获得对实际大气气溶胶光学参量、微物理参量和散射特性参量廓线的反演，实现对实际大气散射辐射亮度的计算和分析。设计了高性能四通道分光系统，用于提取中心波长分别为354.7nm、386.7nm、1064.2nm和852.7nm的米-瑞利散射回波信号和氮气拉曼散射回波信号，实现对大气气溶胶的精细探测和反演。在不同天气条件下利用该激光雷达系统开展了探测实验，通过对气溶胶多参量的廓线反演后，构建了由33层光学厚度、单次散射反照率、散射相函数组成的实际大气气溶胶状态参数列表，作为SBDART模式的实际大气自定义气溶胶输入文件，求解辐射传输方程，得到了33层实际大气散射辐射亮度分布和太阳直接和散射辐射亮度的计算结果。通过不同天气条件下实际大气散射辐射亮度的分析，验证了实际大气气溶胶状态对实际大气散射辐射亮度的决定性影响。另外，与地面气象站测量的总辐射结果进行了比较和相关性分析，两者具有相同的变化趋势，平均相对误差为8%，相关性系数达到0.98。上述实验结果和分析验证了利用激光雷达结合SBDART模式计算得到的实际大气散射辐射亮度结果的可靠性，以及双波长拉曼-米激光雷达气溶胶精细探测技术可为实际大气散射辐射亮度测量提供一种新的技术支持和解决方案。

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