青岛上空中层大气密度和温度的激光雷达探测

介绍了中国电波传播研究所瑞利散射激光雷达系统的结构和性能,阐述了激光雷达探测中层大气密度和温度的工作原理,给出了青岛地区中层大气密度和温度的初步探测结果.通过与卫星、探空气球和大气模式数据的结果对比,验证了激光雷达探测大气温度的可靠性.基于2008-2009两年的观测,获得了青岛地区上空中层大气温度的季节变化和平均分布.激光雷达观测结果表明,青岛地区平流层温度比CIRA86模式结果高,且二者偏差呈夏秋季小、冬春季大的特点,中间层温度则正好相反.

瑞利激光雷达探测中层大气密度和温度

利用瑞利（Rayleigh）散射激光雷达探测中层大气密度和温度的原理和方法,能够探测30~90 km范围的中层大气密度和温度的垂直分布。根据这种方法和实际测量得到的数据,把反演得到的结果与标准大气模型CI-RA86观测结果进行了对比,凸显具有较好的一致性。在一般情况下,30~65 km高度范围内激光雷达获得的大气密度与CIRA86密度偏差≤5%;温度偏差〈3 k,而在75 km以上温度偏差较大。

南极中山站瑞利散射激光雷达的初步探测结果

一套瑞利散射激光雷达已部署在南极中山站(69.4°S,76.4°E)用于探测大气密度和温度。该激光雷达的光源为二倍频Nd:YAG脉冲激光器,重复频率30 Hz,单脉冲能量约400 mJ,同时使用一台0.8 m口径的垂直指向望远镜作为接收望远镜,可以探测平流层上层及中间层下层(USLM)区域的大气密度及温度廓线。在垂直分辨率为300 m,时间分辨率为30 min的情况下,由光子噪声引起的大气密度和温度测量不确定性分别小于1.5%和1 K。该激光雷达自2020年3月开始在中山站开展常规观测,有助于研究极区USLM区域的大气密度、温度的变化特征以及大气波动的传播特性。