大氣氣溶膠光學和微物理特性的雷射雷達探測

《大氣氣溶膠光學和微物理特性的雷射雷達探測》是依託北京大學，由李成才擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大氣氣溶膠光學和微物理特性的雷射雷達探測
• 項目負責人：李成才
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

大氣氣溶膠的垂直分布是影響氣溶膠輻射強迫計算不確定性的重要因子、是衛星光學被動遙感氣溶膠特性、溫室氣體、污染氣體以及衛星產品套用於地面空氣品質研究的重要參數。本項目擬利用一台多波段偏振和Raman散射雷射雷達在北京城市地區進行2-3年的觀測試驗，結合地面其他地基遙感和觀測設備、天氣學客觀分型和後向軌跡分析，研究北京城市地區不同天氣背景下氣溶膠光學特性（包括氣溶膠消光係數、Angstrom指數、單次散射反照率和相函式）以及氣溶膠微物理信息（包括氣溶膠粒子譜分布、有效半徑、復折射指數等）的空間分布特徵和季節變化，建立北京地區城市大氣氣溶膠微物理參數垂直分布模型，為區域氣候變化和環境監測研究提供基礎數據。

結題摘要

大氣氣溶膠的垂直分布是影響氣溶膠輻射強迫計算不確定性的重要因子、是衛星光學被動遙感氣溶膠特性、溫室氣體、污染氣體以及衛星產品套用於地面空氣品質研究的重要參數。本項目利用多波段偏振和Raman散射雷射雷達在北京城市地區進行了觀測試驗，結合地面其他地基遙感和觀測設備，研究了北京城市地區氣溶膠光學特性（包括氣溶膠消光係數、Ångström指數）以及氣溶膠微物理信息（包括氣溶膠粒子譜分布、有效半徑、復折射指數等），為區域氣候變化和環境監測研究提供了基礎數據。 在北京大學建立了固定觀測站點，實現了多波段拉曼雷射雷達的穩定觀測，總結了細緻的拉曼雷射雷達觀測方法，得到了可靠的高質量的觀測數據，研究並開發了一套成熟的拉曼雷射雷達反演氣溶膠特性的算法，系統研究了大氣氣溶膠光學和微物理參數的垂直分布特徵。算法方面，我們利用多波長拉曼-米偏振雷射雷達的實際觀測，改進了預處理中重疊區訂正方法和雲識別方法；細化了氣溶膠光學參數反演技術，得到了更為準確的光學參數反演結果；提出了利用光學參數反演氣溶膠微物理特性的新方法。實際套用方面，我們提出了穩定可靠的雷射雷達反演混合層高度的方法，並套用於北京、香港、青藏高原觀測，對區域尺度氣象模式中邊界層方案、衛星主動探測、探空資料得到的邊界層高度進行了評估。鑒於水汽對氣溶膠氣候和環境效應的顯著影響，我們也利用拉曼雷射雷達附帶的水汽通道，發展了水汽反演方法，得到了水汽分布信息。