基于纯转动拉曼谱线激光雷达的大气温度反演分析

摘要：

由于气溶胶的影响，传统的瑞利散射法测量低空大气温度有一定的局限，为此开展了纯转动拉曼法测量低空大气温度。利用纯转动拉曼激光雷达在北京进行了2个月的大气温度观测，由观测数据反演了温度廓线。在基于 N2和 O2的纯转动拉曼谱线特征进行大气温度反演过程中，分析了平滑窗口、定标范围和定标常数对温度反演精度的影响。结果显示随着平滑窗口的增大，雷达和无线电探空仪测量的温度之间的平均绝对偏差先减小后增加，为有效去除信号中随机误差的影响，同时保留温度廓线的垂直结构，平滑窗口应选择600～1200 m 比较好。定标范围不同，雷达和无线电探空仪测量的温度之间的平均绝对偏差就不同，相对变化约为0.07 K 。当定标常数 a ，b 都增大或都减小时，雷达和无线电探空仪测量的温度之间的平均偏差增大，当一个增大另一个减小时，平均偏差相互抵消；a ，b 的变化不是等几率的，在符号上总是相反的；平均偏差对 a 的变化不敏感，对 b 的变化也不敏感，对 a 与 b 的整体变化敏感，约91.7％平均偏差落入－3～3 K 之间。该研究分析结果对纯转动拉曼激光雷达数据反演中涉及的平滑窗口、定标范围的选择提供了理论依据，对激光雷达定标常数造成实际温度反演结果的误差提供了参考。

关键词：激光雷达、大气温度、定标常数、误差分析

所属期刊栏目：36

分类号：TN958.98

资助基金：the Open Research Fund of Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation ，Chinese Academy of Sciences 2013JJ01；National Natural Science Foundation of China 41005014，41205020；China Special Fund for Meteorological Research in the Public Interest GY HY201206037；the Key Research Program of the Chinese Academy of Sciences KJZD-EW-TZ-G06-01；the Wanjiang Center for Development of Emerging Industrial Technology 12Z0104074

在线出版日期：2016-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1978-1986