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气溶胶的激光雷达探测和特性分析

杨晓武  
【摘要】: 本文利用上海浦东的微脉冲激光雷达(MPL-Micro Pulse Lidar)观测资料,采用Fernald气溶胶光学特性反演方法,计算了浦东上空的气溶胶光学特性。由此得到了消光系数廓线和气溶胶光学厚度。在此基础上,分析了消光系数的日月变化、垂直变化、季节变化以及与某些气象要素的关系等。 采用Fernald方法,分别用美国标准大气模式和探空数据作为参数进行消光系数反演。通过对比发现利用美国标准大气模式反演的结果与利用探空数据反演的结果差别不明显,模式反演的消光系数平均达到探空反演的93.86%(R=1.05)和93.25%(R=1.2)。说明了在缺少探空数据的情况下,对激光雷达信号反演,可以近似地用美国标准大气模式替代。 对气溶胶消光系数垂直廓线的分析发现:每日清晨气溶胶在高层上分布较小,主要集中在近地层;白天气溶胶易于输送到高层,到中午以后气溶胶在边界层高层分布达到最大,到傍晚开始回落,夜间达到最小;上海地区气溶胶主要集中在3km以下,统计显示在2km以下气溶胶消光系数占到整个气柱(0-6km)的84.25%;在近地面500m以下和1km附近存在两个气溶胶消光系数高值区,呈双峰分布;上海地区0-6km气溶胶消光系数呈现夏季、秋季、冬季逐渐减小的趋势。 MPL在连续监测大气气溶胶垂直变化方面具有突出的优势。对一次雾霾天气过程分析可知:研究所选时段内,大气边界层顶高为1.8km左右,并且随时间发展,在午后达到2.4km左右;午后大气低层0.6-1.2km之间存在消光系数高值区。


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