水平大气能见度对深空激光通信速率的影响

为了能够通过水平大气能见度判断可实现的最大通信速率,基于Mie散射理论和脉冲多路径效应,建立了通信速率与水平大气能见度的数学模型;通过蒙特卡罗仿真,得到了800nm和1550nm波段的气溶胶散射粒子的散射参数,给出了2~25km水平大气能见度下两个波段产生的脉冲展宽曲线,分析了初始脉宽、脉冲位置调制元数、水平大气能见度对最大通信速率的影响。结果表明,1550nm波段具有更好的通信效果;随着水平能见度的提高,可实现的最大通信速率也在提高,且在良好的水平能见度下选择小的初始脉宽和较低元的脉冲位置调制,能最大程度地提高深空激光通信速率。

基于CCD的大气水平能见度测量方法研究

为了实现大气水平能见度的快速测量,设计了基于电荷耦合器件(CCD)的大气水平能见度测量系统,并对该系统采用的局部加权回归算法进行了研究.通过实验对比了局部加权回归和普通线性回归算法的拟合直线,并与商用NQ-1能见度仪进行了同步对比测量.结果表明:使用局部加权回归替换普通线性回归算法的CCD测量系统可以提高与能见度仪测量数据的相关性,相关系数从85%提高到96%;与能见度仪测量数据的实时对比表明,系统测量的误差值从3 km减小到0.8 km左右。可见采用局部加权回归算法的CCD测量系统基本满足大气水平能见度测量的要求。

基于MODIS资料反演海上能见度的经验模型

利用2002年10月～2003年8月的中分辨率成像光谱数据MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）和华南沿海及海上能见度观测数据，对华南海域连续的、长时间序列的能见度遥感监测和定量反演进行了试验。将MODIS影像分为：晴空（Ⅰ）；雾和低云（Ⅱ）；有降水积云（Ⅲ）和其它（Ⅳ）4类，并按照通道间相关性最小和与大气水平能见度相关最大的原则进行通道筛选。初步分析表明，水平能见度确实与MODIS卫星表观反照率存在一定的函数关系。在此基础上，对每一类进行通道筛选和特征因子提取，建立分类的反演经验模型进行大气水平能见度的遥感反演。并与观测结果进行了比较。结果表明，在Ⅰ和Ⅲ类大气状况条件下，能见度的反演结果较好（相关系数分别达到0．6和0．9，远大于95％信度检验水平），而大气状况较为复杂的Ⅱ类反演精度较低，相关系数只有0．5（仅达94．2％显著性检验水平）。由此可见，对于海上下垫面均一、而大气状况复杂的遥感反演问题，根据大气状况分类简化的统计反演是较为有效的1种方法。同时，对大气的辐射消光特性的了解和MODIS通道特性的分析，也是决定反演结果的重要因素。

1981～2010年深圳市不同等级霾天气特征分析

利用1981～2010年深圳市地面观测及空气质量监测资料,分析深圳不同等级霾天气的长期变化特征以及大气水平能见度、空气质量与霾的关系.结果表明:深圳霾日数总体呈增多趋势,强度增强,中度以上霾增多;各等级霾日数均呈增多态势,但不同等级霾日占年总霾日的比例变化趋势不同,轻微霾所占比例下降,轻度以上霾上升;霾天气呈现冬季>秋季>春季>夏季的季节特征,但重度霾却是夏季最多;霾导致大气水平能见度明显下降,霾日平均能见度较非霾日低6～7km,霾等级越高,能见度下降越明显,霾日能见度日变化幅度较非霾日小;霾日SO2、NO2浓度为非霾日的1.4～1.7倍,PM10是非霾日的2.2倍,大气颗粒物污染加剧可能是深圳能见度恶化、霾天气增多的一个重要原因;针对荔香站霾日SO2浓度日变化不明显,PM10、NO2浓度呈双峰型分布,与上下班时段吻合,说明机动车的增加也是深圳霾天气增多的主因之一;霾等级越高,空气中PM10、SO2、NO2的浓度越高,从轻微到重度霾各级之间SO2、NO2和PM10浓度增幅大都在15%～20%.