3.4μm处NO2吸收光谱特性及在差分吸收激光雷达中的应用

为使中红外差分吸收激光雷达能够精确测量NO2气体浓度,对NO2在中红外波段的吸收光谱特性进行测量分析.采用光参量放大激光器的λon和光参量振荡激光器λoff两路激光分别进行吸收谱线测量实验.用谱线宽小于0.05nm的λon激光测量了NO2气体在3410~3433nm的吸收光谱,计算得到其吸收截面,采集分析了NO2在291K、308K、363K三个温度下的光谱特性,用谱线宽约为10nm的λoff激光采集了3400~3435nm的吸收谱线.测量结果表明,在3410~3433nm波段,温度和吸收截面值呈负相关,测量的谱线与HITRAN数据库相关系数达到0.92以上;针对λoff激光下的吸收谱线,采用了改进的卷积修正方法,测量结果和拟合结果相关系数为0.97.将实测的on和off波长处的吸收截面应用于使用该波长对的中红外差分吸收激光雷达仿真上,拟合差分吸收激光雷达系统浓度测量误差,验证了基于该波长对的差分吸收激光雷达方案的可行性.

中红外差分吸收激光雷达NO_2测量波长选择及探测能力模拟

差分吸收激光雷达是高精度测量大范围二氧化氮浓度的有效途径。介绍了差分吸收激光雷达原理及系统结构,基于可调谐固体激光吸收技术,以0.01 nm为步长,测量了二氧化氮在3.410~3.435μm吸收光谱,实验结果表明,在1.0 atm(1 atm=1.013×105 Pa)、25℃情况下,所测吸收光谱与模拟计算吸收光谱相关系数为92.01%,基于实测吸收光谱分析确定了二氧化氮测量激光波长对为online 3.424μm、off-line 3.414μm。并研究了差分吸收激光雷达二氧化氮测量信号预处理方法和去噪算法,仿真计算结果表明,采用信号预处理结合多重自相关检测法,可有效将1 km内模拟探测所得二氧化氮浓度反演结果误差降为±0.1 mg/m3。

扎兰屯机场雷雨天气气候特征及对运行的影响

利用扎兰屯机场 2018~2020年地面观测资料,统计分析了雷暴日数、雷暴时长、雷暴导致航班延误或取消架次,以及初雷终雷发生方位的长期变化特征,并统计分析每次导致雷暴发生的主要天气系统。结果表明:2018~2020年扎兰屯出现雷雨总时长147.3小时,年均为49.1小时,从每年五月开始出现雷暴,六月雷暴日数逐步增加,七月、八月上中旬雷暴活动最为频繁,八月下旬开始雷暴日数明显减少,东北冷涡、西风槽、低层偏东风是导致扎兰屯机场产生雷暴的三种主要天气形势,其中对机场运行影响较大的是东北冷涡背景下的雷暴,三年内共导致19班航班延误或取消,占受雷雨影响总架次的45%,因此统计分析不同天气类型下的雷暴特征及天气形势,对机场强对流预报及航班信息研判决策具有一定的指示意义。