大气气溶胶微物理及吸湿特性的激光雷达探测方法与实验观测研究
结题报告
批准号:
61575160
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
狄慧鸽
依托单位:
学科分类:
F0510.空间、大气、海洋与环境光学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
毛节泰、李博、宋跃辉、王萌、饶志敏、侯晓龙、华杭波、卫鑫、崔岩
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
污染天气的形成与边界层内气溶胶微物理参数分布特征密切相关,研究气溶胶微物理特性及其与温湿度相关的吸湿特性的垂直分布变化规律,对研究雾霾等污染天气的形成有重要意义。本课题提出基于多参量激光雷达探测研究高时空分辨率的气溶胶微物理及吸湿特性。重点研究:多波长及拉曼和高光谱激光雷达气溶胶精细探测技术与方法,以获得独立的多波长光学参量精确值;气溶胶粒子谱、复折射率和形状等微物理特征参数的精细反演算法;结合拉曼温湿度探测雷达的实时温湿度廓线数据,分析气溶胶光学特性与大气温湿度的相关性及气溶胶微物理参量的吸湿性增长特性。最终融合多波长偏振激光雷达、近红外高光谱激光雷达、拉曼温湿探测激光雷达的实测数据,分析与研究不同高度上气溶胶吸湿性增长规律及垂直分布特征,以期为气溶胶微物理和吸湿性增长研究提供新的研究思路和解决方法,研究成果将为大气环境监测、污染预报及研究污染天气的形成和消散提供技术支持和数据保障。
英文摘要
The formation of pollution weather is closely related to the distribution of aerosol microphysical parameters within the atmospheric boundary layer. The research, about the vertical distribution of aerosol microphysical properties and the corresponding atmosphere temperature and the relative humidity, is important for us to investigate the formation of pollution weather, such as fog and haze. We propose to study the distribution of aerosol microphysical properties and hygroscopic growth properties using multi-parameter lidar in the subject. The key research includes that, fine detection technology and method of aerosol optical properties for acquiring independent optical parameters of aerosol using multi-wavelength, Raman and hyper-spectral lidar, the inversion algorithm research of aerosol micro-physical characteristic parameters such as aerosol size distribution, shapes and complex refractive index, and aerosol hygroscopic growth research based on the temperature and humidity profiles of Raman lidar. Finally, the experimental data of muti-lidar, that are the multi-wavelength polarization lidar, near-infrared hyper-spectral lidar and Raman lidar for atmosphere temperature and humidity profiles, is integrated. And then we study the vertical distribution of aerosol micro-physical parameter and hygroscopic growth character, and expect to get the new research idea and solution for them. The research project will be significant for atmospheric environmental monitoring and atmosphere pollution forecast, and can also provide scientific data and technical support for the research about the formation and dissipation of pollution weather.
气溶胶微物理特性及其相关的温湿度垂直变化特性是影响雾霾等污染天气发生发展变化的重要因素。本项目设计和研发了一套多波长-偏振-拉曼激光雷达实验系统,可以实现355nm、532nm及1064nm米散射信号及387nm和607nm两个拉曼波长信号的探测,并可以获取532nm的气溶胶退偏比信号。研究了米散射信号及拉曼信号反演气溶胶光学参量的方法,同时重点研究了利用多波长信号获取气溶胶粒子谱及微物理参量的反演算法和优化手段,设计了基于正则化方法和主成分分析方法的气溶胶微物理参量反演算法,针对没有拉曼信号的多波长光学参数,提出了基于正则化算法和粗模态粒径先验值相结合的微物理参量反演方法;研究了偏振激光雷达系统的校正系数与方法,实现了退偏比的高精度校正。. 利用依据本项目建成的多波长拉曼激光雷达实验系统,对西安市区的气溶胶垂直分布情况进行了长时间的观测与研究,观测到了西安地区的多个雾霾过程;基于已经开发的数据反演算法,反演得到了垂直高度上的多波长光学参数变化特征,同时得到了微物理参量的垂直变化特征,分析了雾霾天和非雾霾天的垂直变化规律,同时利用后向轨迹软件对雾霾天不同高度上的气溶胶来源进行了分析。利用气溶胶粒径谱仪、能见度仪、太阳光度计、气象站等现场仪器获取的数据综合研究分析了西安地区雾霾发生时的气溶胶吸湿性增长规律和特性。利用实验室已有的温湿度探测激光雷达,获取得到大气温湿度廓线,并与气溶胶微物理参量廓线进行了比对分析和研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.7498/aps.66.184202
发表时间:2017
期刊:物理学报
影响因子:--
作者:狄慧鸽;华杭波;张佳琪;张战飞;华灯鑫;高飞;汪丽;辛文辉;赵恒
通讯作者:赵恒
DOI:10.1364/ao.58.008075
发表时间:2019-10-10
期刊:APPLIED OPTICS
影响因子:1.9
作者:Yan, Qing;Di, Huige;Hua, Dengxin
通讯作者:Hua, Dengxin
DOI:10.1364/oe.27.00a890
发表时间:2019-06-10
期刊:OPTICS EXPRESS
影响因子:3.8
作者:Di, Huige;Wang, Zhixiang;Hua, Dengxin
通讯作者:Hua, Dengxin
DOI:10.1364/josaa.33.001488
发表时间:2016-08
期刊:Journal of the Optical Society of America. A, Optics, image science, and vision
影响因子:--
作者:Huige Di;Hangbo Hua;Yan Cui;Dengxin Hua;Bo Li;Yuehui Song
通讯作者:Huige Di;Hangbo Hua;Yan Cui;Dengxin Hua;Bo Li;Yuehui Song
DOI:10.3390/rs10111753
发表时间:2018-11
期刊:Remote. Sens.
影响因子:--
作者:Huige Di;Qiyu Wang;Hangbo Hua;Siwen Li;Qing Yan;Jingjing Liu;Yuehui Song;Dengxin Hua
通讯作者:Huige Di;Qiyu Wang;Hangbo Hua;Siwen Li;Qing Yan;Jingjing Liu;Yuehui Song;Dengxin Hua
云宏微观结构特征的遥感探测方法与实验观测研究
  • 批准号:
    42130612
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    290万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    狄慧鸽
  • 依托单位:
探测云相态及粒子导向的全偏振激光雷达关键技术研究
  • 批准号:
    61875163
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    狄慧鸽
  • 依托单位:
近红外高光谱-偏振激光雷达精细探测气溶胶的关键技术与方法研究
  • 批准号:
    61308107
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    狄慧鸽
  • 依托单位:
国内基金
海外基金