郝孝智 李念 付亞平

摘要：大量氣溶膠聚集對環(huán)境造成較大隱患，為此提出激光雷達(dá)在霧霾天氣氣溶膠光學(xué)特性探測中的應(yīng)用。利用多波長激光雷達(dá)探測霧霾天氣下的大氣后向散射信號，采用高速示波器將采集信息傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中。利用計算機(jī)將其轉(zhuǎn)化為可處理的數(shù)據(jù)后，應(yīng)用激光雷達(dá)方程與光學(xué)厚度反演方法荻取隨高度變化的大氣消光系數(shù)與后向散射系數(shù)，并計算氣溶膠的激光雷達(dá)比，實(shí)現(xiàn)霧霾天氣氣溶膠光學(xué)特性探測。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：該方法能夠從空間分辨率角度與大氣層角度分別計算得到氣溶膠的光學(xué)厚度，還能夠分析不同日期下的PM2.5/PM10污染情況。

關(guān)鍵詞：環(huán)境預(yù)測；霧霾天氣；氣溶膠；后向散射信號；光學(xué)厚度反演

中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

由于受到環(huán)境影響，自然惡劣天氣與工業(yè)排放等現(xiàn)象均能夠產(chǎn)生氣溶膠，氣溶膠粒子的增多，造成大氣能見度下降，還能夠?qū)夂蛟斐捎绊?。在時間與空間上，氣溶膠存在較高變化，因此，對氣溶膠進(jìn)行深入研究，能夠更好地預(yù)測天氣變化。激光雷達(dá)能夠有效實(shí)現(xiàn)氣溶膠的觀測，同時，激光在發(fā)射時具有較多優(yōu)點(diǎn)，所以激光雷達(dá)具備較高的觀測性，通過激光雷達(dá)獲取精準(zhǔn)的氣溶膠變化，之后通過反演，可獲取其他關(guān)鍵的大氣參數(shù)值。

有較多學(xué)者對氣溶膠光學(xué)特性進(jìn)行了分析，例如林瑩晶等，通過AERONET數(shù)據(jù)分析方法，對城市氣溶膠光學(xué)特性進(jìn)行研究，該方法對北京城鄉(xiāng)大氣層的氣溶膠變化進(jìn)行分析，但該方法無法精準(zhǔn)獲取不同大氣層中的氣溶膠光學(xué)厚度，例如楊先逸等，通過天空輻射計觀測與反演分析氣溶膠光學(xué)特性，但通過該方法的觀測無法分析大氣上空的能見度變化，為此，文章研究激光雷達(dá)在霧霾天氣氣溶膠光學(xué)特性探測中的應(yīng)用，采用激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)霧霾天氣觀測，并利用反演方法實(shí)現(xiàn)氣溶膠光學(xué)特性分析。