北京上空中层顶区域重力波参数关系的激光雷达研究

基于子午工程项目北京钠激光雷达的长期观测数据(2010年4月到2011年9月),采用Yang等人(2008)的重力波参数提取方法,提取了在253个夜晚2 208 h的有效观测时间里出现的162个钠层单色重力波的垂直波长、周期、幅度值和幅度增长因子参数值。统计分析显示激光雷达所观测到的中层顶区域重力波具有系统性的参数关系,λz=0.226T0.530ob、KE=6.66×10-10k-3.091z和KE=8.97×10-6×f-1.696ob。这些实验观测结果验证了Gardner(1994)扩散滤波理论的结果,但同时发现仅认为波致涡流扩散是重力波衰减的主要途径是不完全正确的,其它因素引起的衰减在重力波的饱和和耗散机制中也起到了重要作用。

2010年5月4日夜间海口上空钠层密度的激光雷达观测研究

使用Nd:YAG激光器和泵浦染料激光器产生的589 nm激光,与中高层大气中钠原子产生共振,利用直径为1000 mm的望远镜接收钠层的光子回波.研究中国海口市2010年5月4日夜间的中高层大气中钠层密度分布,计算钠层的相对密度和绝对密度,研究钠层密度峰值变化.观测到突发钠层出现在23:52 LT,持续12 min.

瑞利散射激光雷达强光感生噪声修正的新方法及大气温度探测

借助一套全新的地面高精度光电探测器强光感生噪声检测平台,建立了强光感生噪声精细结构扣除模型,同多通道信号接收技术相结合,改进了一台用于中高层大气温度探测的子午工程双波长三通道瑞利散射激光雷达数据的处理方法。处理后数据反演的大气温度廓线与TIMED卫星结果相比较,得到了很好的吻合。在35-85km高度范围内二者反映了较一致的温度分布特征,30-55km温度误差小于±5K,55-75km温度误差小于±10K。

机械斩波在大气探测激光雷达中的应用

激光雷达为了探测更高大气层段的回波信息,通常采用大功率激光器发射和大口径望远镜接收来增加回波信号强度,然而会带来低空强散射回波信号光饱和的问题。机械斩波方式从光学上巧妙地完全阻断了低空杂散光,而让高空回波光全部通过,有效提高了激光雷达高空探测能力。对斩波器原理进行理论分析,并组建了一套斩波单元。经测试,测试结果与理论计算符合得很好。将此斩波单元直接运用于高空探测激光雷达之中,实现了对低空强散射光的有效隔离,解决了光电探测器在低空大气层段探测的饱和甚至致盲问题,有利于提高激光雷达的探测高度和精度。