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Study on Dust Monitoring Technology Using Lidar

沙尘天气激光雷达监测技术研究


使用LB10-D200激光雷达,对2006年4月北京地区天气连续监测,通过监测数据的分析,研究沙尘天气的大气垂直结构及其运动发展情况,同时与通过使用E-BAM贝塔沙尘监测仪器、AERONET、MODIS和DREAM预测模型等手段的分析结果进行综合对比分析。结果表明:4月份共有10dAOT浓度大于1,最高峰达到4;激光雷达监测结果和其他手段得到的结果具有良好的一致性,能精确地表达典型沙尘天气垂直大气的时空分布;沙尘层AOT对整个大气AOT的贡献率约为60%~80%。

In the paper, LB10-D200 lidar was used to continuously monitoring the atmosphere in Beijing during the April, 2006, and then to analyzed the collected data to reveal the vertical structure and movement of dust atmosphere. The E-BAM dust monitoring instrument, AERONET, MODIS and DREAM models were used to compare and analyze. The result was that: There were 10 days in April with the AOT more than 1,the highest reached 4. The results were consistent between lidar data and other monitoring methods. Lidar results could present the spatial-time structure of vertical dust layers. The dust AOT contributed about 60%~80% to the whole AOT.


全 文 :第 wv卷 第 tu期
u s s z年 tu 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wv o‘²1tu
⁄¨ ¦qou s s z
沙尘天气激光雷达监测技术研究 3
张怀清t 鞠洪波t 陈永富t °¤³¤¼¤±±¬¶„u 王普才v
kt1 中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 tsss|t ~u1 ¤¶¨µ• °¨²·¨ ≥¨ ±¶¬±ª¤¥²µ¤·²µ¼o°«¼¶¬¦¶⁄¨ ³¤µ·° ±¨·o
‘¤·¬²±¤¯ × ¦¨«±¬¦¤¯ ˜±¬√¨ µ¶¬·¼ ²© „·«¨ ±¶o²ªµ¤©²∏ Šµ¨ ¦¨¨ txz{s ~v1 中国科学院大气物理研究所 北京 tsssu|l
摘 要 } 使用 …ts p ⁄uss激光雷达 o对 ussy年 w月北京地区天气连续监测 o通过监测数据的分析 o研究沙尘天气
的大气垂直结构及其运动发展情况 o同时与通过使用 ∞2…„ 贝塔沙尘监测仪器 !„∞• ’‘∞× ! ’⁄Œ≥和 ⁄• ∞„ 预测
模型等手段的分析结果进行综合对比分析 ∀结果表明 }w月份共有 ts §„’×浓度大于 t o最高峰达到 w ~激光雷达监
测结果和其他手段得到的结果具有良好的一致性 o能精确地表达典型沙尘天气垂直大气的时空分布 ~沙尘层 „’×
对整个大气 „’×的贡献率约为 ys h ∗ {s h ∀
关键词 } 激光雷达 ~沙尘 ~气溶胶 ~光学厚度 ~监测
中图分类号 }°wtu1ux 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszltu p ssu{ p sx
收稿日期 }ussz p sw p us ∀
基金项目 }引进国际先进农业科学技术项目/风沙灾害监测与预警技术引进0kussu p xsl ∀
3 鞠洪波为通讯作者 ∀
Στυδψ ον ∆υστ Μονιτορινγ Τεχηνολογψ Υσινγ Λιδαρ
«¤±ª ‹∏¤¬´¬±ªt ∏‹²±ª¥²t ≤«¨ ± ≠²±ª©∏t °¤³¤¼¤±±¬¶„u • ¤±ª°∏¦¤¬v
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ρεσουρχεσ ανδ Ινφορµατιον Τεχηνιθυεσo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|t ~
u1 Λασερ Ρεµοτε Σενσινγ Λαβορατορψo Πηψσιχσ ∆επαρτµεντo ΝατιοναλΤεχηνιχαλ Υνιϖερσιτψοφ Ατηενσo Ζογραφου Γρεεχε txz{s ~
v1 Ινστιτυτε οφ Ατµοσπηεριχ Πηψσιχσo Χηινεσε Αχαδεµψοφ Σχιενχεσ Βειϕινγ tsssu|l
Αβστραχτ} Œ±·«¨ ³¤³¨µo…ts p ⁄uss ¬¯§¤µº¤¶∏¶¨§·²¦²±·¬±∏²∏¶¯¼ °²±¬·²µ¬±ª·«¨ ¤·°²¶³«¨µ¨ ¬± …¨ ¬­¬±ª§∏µ¬±ª·«¨ „³µ¬¯o
ussy o¤±§·«¨ ±·²¤±¤¯¼½¨ §·«¨ ¦²¯¯¨ ¦·¨§§¤·¤·²µ¨√¨ ¤¯ ·«¨ √¨ µ·¬¦¤¯ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤±§°²√¨ °¨ ±·²©§∏¶·¤·°²¶³«¨µ¨ q׫¨ ∞2…„ §∏¶·
°²±¬·²µ¬±ª¬±¶·µ∏°¨ ±·o„∞• ’‘∞× o ’⁄Œ≥ ¤±§⁄• ∞„ °²§¨ ¶¯º¨ µ¨ ∏¶¨§·²¦²°³¤µ¨ ¤±§¤±¤¯¼½¨ q׫¨ µ¨¶∏¯·º¤¶·«¤·}׫¨µ¨
º¨ µ¨ ts §¤¼¶¬± „³µ¬¯ º¬·«·«¨ „’× °²µ¨ ·«¤±t o·«¨ «¬ª«¨¶·µ¨¤¦«¨§w q׫¨ µ¨¶∏¯·¶º¨ µ¨ ¦²±¶¬¶·¨±·¥¨·º¨ ±¨ ¬¯§¤µ§¤·¤¤±§²·«¨µ
°²±¬·²µ¬±ª °¨ ·«²§¶q¬§¤µµ¨¶∏¯·¶¦²∏¯§³µ¨¶¨±··«¨ ¶³¤·¬¤¯2·¬°¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©√¨ µ·¬¦¤¯ §∏¶·¯¤¼¨ µ¶q׫¨ §∏¶·„’× ¦²±·µ¬¥∏·¨§¤¥²∏·
ys h ∗ {s h ·²·«¨ º«²¯¨„’× q
Κεψ ωορδσ} ¬¯§¤µ~§∏¶·~¤¨µ²¶²¯¶~²³·¬¦¤¯ ·«¬¦®±¨ ¶¶~°²±¬·²µ¬±ª
大气气溶胶通常是指悬浮于大气中直径为 s1sst ∗ ts Λ° 的微粒 ∀大气沙尘是对流层气溶胶的主要成
分之一 o主要来源于沙漠和干旱地区的风蚀和随风扬起过程 ∀大气气溶胶光学厚度k„’×l 是气溶胶光学参
数之一 o在沙尘天气的多发区 o气溶胶光学厚度与沙尘天气有较好的相关性k≥∏± ετ αλqousstl ∀中国北方 o特
别是干旱荒漠区 o大气气溶胶主要来自沙尘天气过程引起的地面沙尘释放k≤«¨ ±ª ετ αλqoussy ~韩晶晶 oussy ~
赵仲莲等 oussx ~杨辉等 oussy ~张小玲等 oussxl ∀激光雷达k¯¬§¤µl具有分辨率高 !抗干扰能力强等优点 o是探
测大气气溶胶的一个有效和可靠的手段 o可连续地探测大气边界层中气溶胶粒子的光学特性以及气溶胶粒
子和大气边界层高度的时空分布k李正强等 oussv ~贺应红等 ousswl ∀
ussy年春季北京市发生的沙尘天气比常年明显偏多 ∀其中 ow月 z ) tt日连续 x天出现浮尘天气 ow月
ty ) tz日是 ussy年最严重的沙尘天气 o北京地区的总降尘量约 vv万·∀本文利用激光雷达在北京地区开展
沙尘天气的连续观测 o通过与其他方法的监测结果对比分析 o研究沙尘天气的大气结构和沙尘天气的时空演
变情况 ∀
t 研究设备和方法
111 激光雷达系统
本文采用的激光雷达是由希腊 •¤¼°¨ ·µ¬¦¶≥ „制造的 …ts p ⁄uss微脉冲激光雷达 o具有结构紧凑 !质量
轻 !体积小 !系统自动化集成程度高等特点 o可连续 !长期地开展对流层大气气溶胶 !云和大气边界层k°…l
的结构分布进行探测 ∀激光雷达对大气的测量工作是通过激光与大气中的气溶胶及大气分子的作用而产生
后向散射且被探测器接收而实现的 o激光雷达体系结构如图 t o主要性能指标见表 t ∀
图 t …ts p ⁄uss激光雷达系统体系结构图
ƒ¬ªqt „µ¦«¬·¨¦·∏µ¨ ²© ¬¯§¤µ¶¼¶·¨° ²©…ts p ⁄uss
表 1 ΛΒ10 − ∆200 激光雷达的主要性能指标
Ταβ . 1 Τεχηνιχαλσπεχιφιχατιονσ οφ ΛΒ10 − ∆200 λιδαρ σψστεµ
性能指标 × ¦¨«±¬¦¤¯ ¶³¨¦¬©¬¦¤·¬²±¶ 数值 ∂¤¯∏¨¶
激光器 ¤¶¨µ¶¼¶·¨°
脉冲激光源 °∏¯¶¨§ ¤¯¶¨µ¶²∏µ¦¨ k¦¯¤¶¶Œ∂ ¤¯¶¨µl ‘§} ≠„Šk ∏´¤±·¨¯ ≤ƒ• ¶¨µ¬¨¶l
工作波长 • ¤√¨ ¯¨ ±ª·« xvu ±°
单脉冲输出能量 ∞±¨ µª¼ ³¨µ³∏¯¶¨ us °#kxvu ±°l p t
脉冲周期 °∏¯¶¨ §∏µ¤·¬²± { ±°
脉冲重复频率 • ³¨¨·¬·¬²±µ¤·¨ ts ∗ us ‹½
激光束半径k放大后l¤¶¨µ¥¨¤° §¬¤° ·¨¨µk ¬¨³¤±§¨§l ts °°
光束发散角 ¤¶¨µ¥¨¤° §¬√¨ µª¨ ±¦¨  s1t °#µ¤§
接收器 • ¦¨¨¬√¨ µ
望远镜直径 ר¯ ¶¨¦²³¨ §¬¤°¨ ·¨µ uss °°
视场 ƒ¬¨ §¯²©√¬¨º s1x ∗ u °#µ¤§
滤光片带宽 Œ±·¨µ©¤¦¨ ©¬¯·¨µ¥¤±§º¬§·« s1x ±°
探测器Π数据采集系统 ⁄¨ ·¨¦·¬²± ∏±¬·Π§¤·¤µ¨¦²µ§¨µ¶¼¶·¨°
瞬时采集器 ×µ¤±¶¬¨±·µ¨¦²µ§¨µ Œ≤∞
数据采集系统 ⁄¤·¤¦²¯¯¨ ¦·¬²± ¶¼¶·¨° 模拟Π光子计算器 „±¤¯²ªΠ³«²·²± ¦²∏±·¬±ª
空间分辨率 ≥³¤·¬¤¯ µ¨¶²¯∏·¬²± v1zx ∗ z1x °
数据传输 ⁄¤·¤·µ¤±¶°¬¶¶¬²± ˜≥…Π乙太网Π无线 ˜≥…Π¨·«¨µ±¨ ·Πº¬µ¨¯¨ ¶¶
112 激光雷达方程及
其反演
监测沙尘气溶胶最
常用的是 ¬¨ 散射激光
雷达 o当激光雷达发射
的激光束通过大气时 o
会与大气物质发生相互
作用 o系统接收到距离
Ζ处的大气后 Πk Ζl向
散射回波信号的能量由
激光雷达方程决定 o一
般需要通过求解该方程
来得到所关心的参数 o
如气溶胶的消光系数 !
后向散射系数 !消光后
向散射比和光学厚度
k„’×l等k王治华等 oussy ~丁红星等 oussyl ∀
¬¨散射激光雷达方程为
Πk Ζl € ΕΧΖpu Βk Ζl ¬¨³≈p uΘζαΑk Ζχl§Ζχ  o
式中 }Πk Ζl为激光雷达接受到高度 Ζ处的大气后向散射回波信号的能量 oΕ为激光雷达的发射能量 oΧ为
激光雷达常数 oΒk Ζl为大气后向散射系数 oΑk Ζl为大气消光系数 ∀
此方程有 u个未知量 Βk Ζl和 Αk Ζl o如何求解此方程成为关键 o许多学者提出了多种不同的方法 o如
≤²¯ ¬¯¶斜率法 !Ž¯¨·方法和 ƒ µ¨±¤¯§方法 o其中 Ž¯¨·方法被广泛应用 o本文使用此方法 ∀ Ž¯¨·方法首先假设一
个关系式
Β € Χs Ακ o
式中 }Χs 为常数 oκ取决于激光雷达的波长与气溶胶的性质 o取值范围一般为 s1yz ∗ t ∀如果再假设 κ为常
数 o则可以得到 Ζ [ Ζ° 处大气消光系数
Αk Ζl € ¬¨³≈k Σ p Σ°lΠκ 
¾Αpt° n uκΘΖ°ζ ¬¨³≈k Σ p Σ°lΠκ §ΖχÀ o
|u 第 tu期 张怀清等 }沙尘天气激光雷达监测技术研究
式中 }Ζ° 为标定高度 o可通过选取几乎不含气溶胶粒子的清洁大气层所在的高度来确定 oΣ° 是标定高度消
光后向散射比 oΣ是消光系数与后向散射系数的比值 o即
Σ € ΑΠΒ∀
根据激光雷达的探测能力和边界层气溶胶分布的一般特性 o本文在 x ∗ ys ®°高度范围内进行了迭代计
算 ∀同时 o将消光系数 Α随高度积分可以得到气溶胶光学厚度k„’×l }
Σk Ζt p Ζul €ΘΖuΖt Αk Ζχl§Ζχ ∀
113 近地面沙尘浓度监测
为了对激光雷达监测数据进行验证和检验 o在试验中采用了地面沙尘监测仪器 ⁄∏¦²±2…¨ ·¤ „·¨±∏¤·¬²±
¤¶¶²±¬·²µk∞2…„ 贝塔沙尘监测仪l ∀通过该仪器定时k每间隔 x °¬± ∗ t «l收集周围的空气到固定容器 o
然后通过密封的贝塔射线穿透收集的沙尘 o通过射线的衰竭程度来分析周围空气中的沙尘浓度 ∀
该仪器的特点是 }轻便 o方便外出携带 o能不受地理位置 !全气候地使用 o能在各种恶劣环境条件下提供
uw «连续工作 ∀该仪器的沙尘浓度监测精度非常高 o并且使用贝塔源 ≤tw o具有超强的使用寿命 ∀同时该仪
器具有很好的扩展性 o可以扩展温度 !湿度 !风向等常规气候因子监测模块 o能同时进行近地面各种常规气候
因子数据的集成 ∀仪器性能指标见表 u ∀
表 2 Ε2ΒΑΜ贝塔沙尘监测仪性能指标
Ταβ . 2 Τεχηνιχαλσπεχιφιχατιονσ οφ Ε2ΒΑΜ σψστεµ
性能指标 × ¦¨«±¬¦¤¯ ¶³¨¦¬©¬¦¤·¬²±¶ 数值 ∂¤¯∏¨¶
测量方法  ¤¨¶∏µ¨° ±¨·° ·¨«²§ 贝塔衰竭 …¨ ·¤¤·¨±∏¤·¬²±
贝塔源 …¨ ·¤¶²∏µ¦¨ ≤tw
监测范围 ²±¬·²µ¬±ªµ¤±ª¨ ²©§∏¶·§¨±¶¬·¼ s ∗ yx °ª#°pv
精度 „¦¦∏µ¤¦¼ ? ts h kt «模式 ’±¨ «²∏µ°²§¨ l
监测周期  ¤¨¶∏µ¨° ±¨·¦¼¦¯¨ uw «
探测器 ⁄¨ ·¨¦·²µ 用闪烁法测量放射性强度候 ≥¦¬±·¬¯¯¤·¬²± ³µ²¥¨
模拟输出 „±¤¯²ª²∏·³∏· s ∗ t ∂ os ∗ x ∂ os ∗ ts ∂ 可选 otu位精度 s ∗ t∂ os ∗ x ∂ os ∗ ts ∂ ¶¨¯¨ ¦·¤¥¯¨otu ¥¬·¤¦¦∏µ¤¦¼
滤纸类型 ƒ¬¯·¨µ·¼³¨ 连续进纸 ≤²±·¬±∏²∏¶ª¯¤¶¶©¬¥¨µ©¬¯·¨µ
空气流速 ƒ¯ ²º µ¤·¨ ty1z #°¬±pt o可调 „§­∏¶·¤¥¯¨
流速精度 ƒ¯ ²º ¤¦¦∏µ¤¦¼ ? v h
采样泵 ≥¤°³¯¨³∏°³ 双重内置 ⁄∏¤¯ §¬¤³«µ¤ª°·¼³¨ o¬±·¨µ±¤¯ ¼¯ °²∏±·¨§
模块 ²§¨ ¶¯ 温度 …湿度 …风向 …风速 × °¨³¨µ¤·∏µ¨ …«∏°¬§¬·¼…º¬±§¬µ¨¦·¬²±…º¬±§¶³¨ §¨
u 结果与分析
激光雷达仪器放置在北京
海淀区试验点 kwsβssχtvδ ‘o
ttyβtwχvvδ∞l o对 ussy 年 w 月
份天气进行 uw «连续监测 o通
过观测数据分析 o共观测到 ty
个沙尘天气日 o同时就 w月份
数据和 w月 ts p tt日和 w月
ty p tz 日北京地区 u 个典型
沙尘天气的发生过程情况进行
分析 ∀
从图版 ´ p t ∗ z可看出 o
w 月 ts 日 y }xx ) w 月 tt 日
s }usk˜×≤l o出现持续沙尘天
气 o沙尘层集中在近地面 {ss
°以下的高度 o沙尘浓度达 s1wx °ª#°pv ow月 tt日 s }us ) tu }usk˜×≤l o沙尘开始出现分层 o在 u xss和 v sss
°的高空出现 u个较薄的沙尘层 o沙尘厚度约 {s ° o此时近地面沙尘高度降低到 wss ° o沙尘浓度下降为
s1ws °ª#°pv ∀w月 tu日 s }ss ) ty }ssk˜×≤l o在 w xss !y sss !z xss和 | sss °的高度出现比较明显的 w个沙
尘层 o此时地面沙尘表现比较轻微 o沙尘浓度为 s1t{ °ª#°pv ∀w月 tu日 ty }ss ) w月 tv日 { }ssk˜×≤l o高空
大气逐渐清晰 o地面沙尘浓度上升为 s1uz °ª#°pv o说明此时沙尘主要集中在近地面高度 ∀
从图版 ´ p t ∗ z和贝塔沙尘监测仪监测数据综合分析可得出 ow月 ts ) tt日沙尘主要集中在近地面 o
tu日开始地面大气状况逐渐变好 o这和地面的贝塔沙尘监测仪监测数据相符合 ∀w月 tt日 o开始出现沙尘
分层 o至 tu日沙尘分布到 | sss °的各个高度的 w个沙尘层 o通过 ts ) tv日的图谱 o可以得出试验点沙尘的
空间分布和变化情况 ∀
从图版 ´ p {可看出 ow月 tx ) ty日k˜×≤l沙尘主要集中在近地面 o在近地面 xss °以下沙尘浓度非常
高 o达到 s1ys °ª#°pv o在 tx日 tx }ss ot xss °的高度出现 t个薄沙尘层 o逐渐上升到 u sss °的高度 o近地面
层分析的结果和地面观测数据想吻合 ∀
对激光雷达数据分析结果进行对比分析 o本文采用的是贝塔沙尘监测仪 ∞2…„ !°‹’×’‘≥Π„ µ¨²¶²¯
•²¥²·¬¦‘¨·º²µ®k„∞• ’‘∞×lk‹²¯¥¨ ±ot||{l的 „’×数据 !‘„≥„ ’⁄Œ≥ „’× 数据和沙尘区域大气 ⁄• ∞„ 模型
sv 林 业 科 学 wv卷
k·«¨ §∏¶·µ¨ª¬²±¤¯ ¤·°²¶³«¨µ¬¦°²§¨ l¯k‘¬¦®²√¬¦ ετ αλqousstl ∀全球气溶胶探测网k„∞• ’‘∞×l是美国 ‘„≥„采用
太阳辐射计在全球布设站点用来监测大气气溶胶的研究网络 o本文采用的数据来自其中的北京站点kv|βx{χ
vzδ‘ottyβuuχxtδ∞l的 ≤Œ∞太阳辐射计k‹²¯¥¨ ±ot||{l o测量波长 wws ∗ t sus ±°范围的 „’× 值 o„’×k¨√¨ ¯
t1xl测量精度大约为 ? s1sv ∀通过 wws和 {zs ±° „’× 差值比获得 „±ª¶·µ²°波长指数kΑlk张敬斌等 ot||w ~
王跃思等 oussy ~王晓宾等 oussyl ∀  ’⁄Œ≥ „’× 数据来源是 ‘„≥„. ≥ ∞¤µ·« ’¥¶¨µ√¬±ª≥¼¶·¨° ⁄¤·¤ Š¤·¨º¤¼的
’⁄Œ≥Π× µ¨µ¤¤¨µ²¶²¯ x2°¬± ¯¨ √¨ 2¯u ¶º¤·«¶k√ qswlk• °¨¨ µετ αλqoussxl ∀利用暗背景条件下地表反射率在可见光
与近红外波段相关很好的特征 o利用可见光通道 t与通道 v和近红外通道 z的数据反演 „’×k韩涛等 oussx ~
÷¬¤ ετ αλqousswl ∀ ⁄• ∞„ 模型用来精确地描述大气中沙尘的运动情况 o包括起源 !传播 !影响等整个沙尘过
程 ∀⁄• ∞„ 模型已经应用于地中海地区对撒哈拉沙漠沙尘天气的预测 k«·³}ΠΠººº q¥¶¦q¨ ¶Π³µ²­¨¦·¶Π
¤¨µ·«¶¦¬¨±¦¨Π⁄• ∞„Πlk…¤¯¬¶ ετ αλqoussw ~ ¤·¬¶ ετ αλqoussul o目前已经开始在东亚地区的沙尘监测中开始应
用 ∀用 ⁄• ∞„ 模型预测风蚀沙尘天气的主要因素包括土壤类型 !植被覆盖 !土壤湿度和地表大气湍流等 ∀
从图 u 中通过 w 种手段分析得出的 w 月份数据可看出 o激光雷达反演的 „’× 与 ≤Œ∞!’⁄Œ≥ 和
⁄• ∞„ 模型反演的 „’×具有很好的一致性 o尤其是和 ≤Œ∞反演的结果kwws和 yzs ±°l非常接近 ∀
从图 v采用与激光雷达相近波段kxxs ±°l≤Œ∞探测的 „’×进行比较可看出 o激光雷达 „’×与 ≤Œ∞
粗颗粒k  u1x Λ°l„’×非常接近 o相关性非常好 o这是因为沙尘k  t Λ°l的绝大部分属于粗颗粒k°¤³¤¼¤±±¬¶
ετ αλqousszl ∀从数据分析得出 ow月 ty日和 uy日 o粗颗粒 „’×的贡献率占整个 „’×的 zs h左右 o同时 Α在
tz日和 uv日下降到 s1t甚至出现负值 o这均说明在北京出现大量的沙尘 ∀激光雷达监测的 „’×比 ≤Œ∞
的总 „’×要小 o这是因为激光雷达只是探测一定区域的大气kus ®°左右l o而 ≤Œ∞的结果反映的是整个光
路k |¯ ¯¨µoussv ~  |¯ ¯¨µετ αλqoussyl ∀
通过激光雷达和 ⁄• ∞„ 模型分析的结果对比图表明 o⁄• ∞„ 模型正确地预测到 w月 ty日在 t sss ∗
t xss °处将有沙尘 o只是与激光雷达监测结果有点偏高kt sss °l o激光雷达可以更精确地揭示在近地面具
有很高的沙尘浓度 ∀
图 u ussy年 w月 „’×监测结果对比图
ƒ¬ªqu ≤²°³¤µ¬¶²± ³¯²·²© „’× µ¨¶∏¯·¶²± „³µ¬¯oussy
图 v ussy年 w月监测结果对比图
ƒ¬ªqv ≤²°³¤µ¬¶²± ³¯²·²© „’× µ¨¶∏¯·¶²± „³µ¬¯oussy
v 结论与讨论
tl 通过 ussy年 w月激光雷达监测的数据分析 o北京 w月份属于沙尘天气的多发阶段 o大部分时间 „’×
值大于 t o最大值甚至达到 w ∀
ul 通过 ⁄• ∞„ 模型k沙尘 „’×对比总 „’×l !≤Œ∞k粗颗粒 „’×对比总 „’×l以及¬§¤µ监测数据的分
析 o沙尘层对总 „’×的贡献率大约为 ys h ∗ {s h ∀
vl通过与 ≤Œ∞!’⁄Œ≥和 ⁄• ∞„ 模型分析的结果进行对比分析 o与激光雷达数据得出的 „’×均有很
好的相关性 o并与地面观测数据相吻合 o较好地验证了激光雷达数据的有效性k¤·«¬¤¶oussw ~Ž¬° ετ αλqo
ussxl ∀
wl w月 tu日激光雷达监测到在 | sss °高度下出现沙尘的若干分层 o表明激光雷达与其他监测方法相
tv 第 tu期 张怀清等 }沙尘天气激光雷达监测技术研究
比k卫星遥感 !地面观测和辐射计等l o在沙尘层的精确时空分布监测方面具有不可替代的优势 o同时也可以
作为其他方法数据有效性验证的良好手段 ∀
xl 沙尘天气起源 !传播和影响涉及范围广 o形成和传输机制复杂 o需要综合利用各种有效手段 o充分利
用各自的优势 ∀同时 o建立合理 !健全的监测网络体系是了解整个天气过程 o开展沙尘预警预报的基础保障 ∀
参 考 文 献
丁红星 o戴丽莉 o薛国刚 o等 qussy1 对流层对流层气溶胶消光特性的 ¬¨ 散射激光雷达探测研究 q广西物理 ouzkul }ux p u{
韩晶晶 o王式功 o祈 斌 qussy1 气溶胶光学厚度的分布特征及其与沙尘天气的关系 q中国沙漠 ouykvl }vyu p vy|
韩 涛 o李耀辉 o郭 铌 qussx1 基于 ∞’≥А ’⁄Œ≥资料的沙尘遥感监测模型研究 q高原气象 ouwkxl }zxz p zyw
贺应红 o郑玉臣 o程 娟 o等 qussw1 ¬¨ 散射大气激光雷达回波信号消光系数的边界值估算 q光散射学报 otykul }tw| p txu
李正强 o赵凤生 o赵 崴 o等 qussv1 黄海海域气溶胶光学厚度测量研究 q量子电子学报 ouskxl }yvx p yws
王晓宾 o胡欢陵 o李 琛 o等 qussy1 •¤°¤±2¬¨ 激光雷达探测对流层气溶胶波长指数 q量子电子学报 ouvkvl }vwt p vwx
王治华 o王宏波 o何 捷 qussy1 ¬¨ 散射激光雷达研究大气边界层特性 q光散射学报 ot{kul }twz p txs
王跃思 o辛金元 o李占清 qussy1 中国地区大气气溶胶光学厚度与 „±ª¶·µ²°参数联网观测kussw p s{ ) ussw p tul q环境科学 ouzk|l }twsv p twtt
杨 辉 o刘文清 o刘建国 o等 qussy1 激光雷达监测北京城区夏季边界层气溶胶 q中国激光 ovvk|l }tuxy p tux|
张敬斌 o胡欢陵 o周 军 qt||w1 激光雷达定标的新方法研究 q激光技术 ot{ktl }vw p vz
张小玲 o李青春 o谢 璞 o等 qussx1 近年来北京沙尘天气特征及成因分析 q中国沙漠 ouxkvl }wtz p wut
赵仲莲 o尚可政 o尚宝玉 o等 qussx1 中国沙尘天气空间分布差异的气候背景 q干旱气象 ouvkvl }w{ p xu
…¤¯¬¶⁄o„°¬µ¬§¬¶∂ o‘¬¦®²√¬¦oετ αλqussw1 ’³·¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶²©≥¤«¤µ¤± §∏¶·¯¤¼¨ µ¶¤¶§¨·¨¦·¨§¥¼ ¤ •¤°¤± ¬¯§¤µ¤·×«¨¶¶¤¯²±¬®¬o Šµ¨ ¦¨¨ q Š¨ ²³«¼¶• ¶¨¨·o
tvtsw o§²¬}ts1tsu|ΠusswŠst|{{t
≤«¨ ±ª× o• ¤±ª ‹ o÷∏ ≠ oετ αλqussy1 ≤¯ ¬°¤·²¯²ª¼ ²©¤¨µ²¶²¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶¬± ±²µ·«¨µ± ≤«¬±¤q„·°²¶∞±√¬µ²±ows }tw|x p txs|
‹²¯¥¨ ± … ‘qt||{1 „∞• ’‘∞× ) „ ©¨ §¨µ¤·¨§¬±¶·µ∏° ±¨·±¨ ·º²µ®¤±§§¤·¤¤µ¦«¬√¨©²µ¤¨µ²¶²¯ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬½¤·¬²±q • °¨²·¨ ≥ ±¨¶∞±√¬µ²±oyy }t p ty
Ž¬° ≥ • o≠²²± ≥ ≤ qussx1 „ µ¨²¶²¯ ²³·¬¦¤¯ o¦«¨ °¬¦¤¯ ¤±§³«¼¶¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶¤·Š²¶¤±oŽ²µ¨¤§∏µ¬±ª„¶¬¤± §∏¶·¤±§³²¯ ∏¯·¬²± ³¨¬¶²§¨¶¬± usst1 „·°²¶∞±√¬µ²o
v| }v| p xs
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图版说明
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k责任编辑 石红青l
uv 林 业 科 学 wv卷