利用激光雷达探测兰州大气气溶胶辐射特性

【摘要】：首次利用激光雷达在兰州进行系统的大气气溶胶探测。将Fernald方法与Collis斜率法结合起来,根据仪器和本地区环境特点,建立了适合于兰州地区的激光雷达观测数据资料处理分析方法。通过对雷达观测资料反演,得到气溶胶消光系数廓线,进而分析气溶胶消光系数的日变化,以及季节变化等特征。 (1) 在Fernald方法基础上,结合所用激光雷达和兰州的实际情况,重新确定了标定高度与边界值,建立了适合本地区观测分析的方法。 应用该方法,设计两种方案(方案一的S_1取2015,方案二S_1取30)分别计算,得到气溶胶光学厚度。将由两种方案得到的气溶胶光学厚度与L97太阳光度计得到的气溶胶光学厚度进行了对比,通过统计参数验证,结果表明方案一比较合理,本文最终选用方案一。 (2) 对采集到的数据进行了处理分析,初步揭示了兰州市气溶胶消光系数垂直分布及其演变的特征。 A.典型日特征 低空气溶胶消光系数及0.195～1km之间的气溶胶光学厚度的演变趋势比较一致,中午1200最大,然后下降,晚2000降至最低,半夜又小幅回升。 低空气溶胶消光系数的演变与气象能见度演变一致。 在低空(500～1000m以下)气溶胶较多,再往上急剧减少。 B.季平均特征 夏、秋、冬季低空平均气溶胶消光系数一般都是在1200最大,然后逐渐减小,到半夜0000又回升,平均气溶胶光学厚度也有同样的演变趋势。 低空平均气溶胶消光系数在冬季最大,夏季最小,平均气溶胶光学厚度也是冬季最大,夏季最小。 秋、冬的季平均气溶胶消光系数随高度下降很快,而夏季相对趋势不明显。 C.时刻平均特征 冬季的1200、1600、2000、0000等各时刻低空平均气溶胶消光系数最大,夏季的最小;而到了1.5km高度以上,反而是夏季的最大,冬季的最小。