激光雷达结合微波辐射计的全天候高精度大气温湿度廓线无球探测技术研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61675166
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0510.空间、大气、海洋与环境光学
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:卢建平; 王骏; 雷连发; 刘晶晶; 邵江锋; 赵美娜; 符强;
- 关键词:
项目摘要
Measurements for atmospheric temperature and humidity profiles with all-weather, high-accuracy and real-time has important research significance and application value for the research of fine atmosphere structure. Based on the achievements granted by the National Fund project completed, in cooperation with the team for microwave radiometer from Xi'an Electronic Engineering Research Institute, aiming at the scientific problems that it is of most importance to the real-time detection of atmospheric temperature and humidity profiles with all-weather, high precision for the study on fine structure of atmosphere, it is continued to study detection techniques for all-time measurements of Raman lidar, and to carry out the research on radiosonde-free detection techniques combined Raman lidar with the ground-based multi-channel microwave radiometer. It is mainly focused on the key techniques, including the optimization of the Raman-polarization lidar system, the retrieval technique for high-accuracy atmospheric temperature, humidity and total cloud water by the means of the fusion of Raman lidar and microwave radiometer, and the study on the technique of data fusion and interaction correction of atmospheric parameters, and to establish physical inversion method and hardware system, in order to achieve the study on radiosonde-free system for all-weather high-precision temperature and humidity profiles, and to obtain all-weather high-accuracy profiles of atmospheric temperature, humidity and water vapor, total amount of water, liquid water and other atmospheric information. Therefore, the results will not only provides plenty of reliable atmospheric information, and also provide a new solution and technical support for the realization of radiosnde-free detection system, which has important significance and application value.
全天候、高精度实时大气温湿度探测对研究大气精细结构有着重要的科学意义和应用价值。项目结合已结题国家基金仪器专项所取得的成果,与西安电子工程研究所的微波辐射计研发团队合作,围绕全天候、高精度大气温湿度廓线实时探测对精细大气结构研究重要性的科学问题,开展大气多参数拉曼-偏振激光雷达的全天时探测技术以及与地基微波辐射计的数据融合、交互校正及物理反演技术研究,实现无球气象探测技术。重点研究大气多参数拉曼-偏振激光雷达的全天时探测技术、激光雷达结合微波辐射计的高精度温湿廓线和云水总量的物理反演技术以及大气多参数数据融合与交互校正技术研究,建立新型的物理反演方法和硬件系统,获得全天候、连续、高分辨率、高精度的大气温度及湿度廓线以及探测路径气柱上的水汽和液态水总量等信息的全天候无球探测技术。项目研究成果将为大气结构的精细研究提供可靠的大气参数资料,为实现无球探空提供一种新的解决方法和可靠的技术支撑。
结项摘要
针对目前全天候、高精度实时大气温湿度探测对大气精细结构研究的重要意义和迫切需求,本项目紧密围绕激光雷达结合微波辐射计的全天候高精度大气温湿度廓线无球探测技术的科学问题,进行了大气多参数拉曼-偏振激光雷达系统的优化设计,实现了大气温湿度的全天时探测和精细反演;建立了拉曼激光雷达结合微波辐射计的高精度温湿度廓线的新型物理反演方法,使用拼接法和最优估计法进行了拉曼激光雷达与微波辐射计温湿度廓线的融合,实现了多探测手段的优势互补和大气多参数数据的有机融合;结合同期探空数据,开展了融合数据和物理反演方法的交互验证,结果表明经过Levenberg-Marquardt法得到的温度与探空数据的相关性为0.9661,误差在2K以内;水汽混合比与探空数据相关性为0.9585,误差在0.4g/kg以内。经过蒙特卡洛法得到的温度廓线的相关性为0.9669,误差在0.3K以内;水汽混合比的相关性为0.9851,误差在0.3g/kg以内。与西安电子工程研究所在西安市气象局观测站(泾河)联合开展了激光雷达与微波辐射计的协同观测实验,获得了10km以下全天候、连续、高分辨率、高精度的大气温度及湿度廓线,初步实现了激光雷达结合微波辐射计的无球探空技术。项目研究成果将大大丰富大气结构观测资料,对于数值天气预报,气象与气候变化等研究有着重要的科学研究意义,特别为人工影响天气工程选择最佳作业时间、以及防洪指挥决策部门的灾害预警预报提供实时天气形势和降雨特性资料至关重要。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
西安地区太阳光度计定标方法和气溶胶光学特征的研究
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:红外与激光工程
- 影响因子:--
- 作者:刘晶晶;王国英;徐梓翔;刘芸;王骏;闫庆;华灯鑫
- 通讯作者:华灯鑫
Optimization design of the tuning method for FBG spectroscopy based on the numerical analysis of all-fiber Raman temperature lidar
基于全光纤拉曼温度激光雷达数值分析的FBG光谱调谐方法优化设计
- DOI:10.1016/j.yofte.2017.11.010
- 发表时间:2018
- 期刊:Optical Fiber Technology
- 影响因子:2.7
- 作者:Wang Li;Wang Jun;Bao Dong;Yang Rong;Yan Qing;Gao Fei;Hua Dengxin
- 通讯作者:Hua Dengxin
Preliminary measurements of fluorescent aerosol number concentrations using a laser-induced fluorescence lidar
使用激光诱导荧光激光雷达初步测量荧光气溶胶数浓度
- DOI:10.1364/ao.57.007211
- 发表时间:2018
- 期刊:Applied Optics
- 影响因子:1.9
- 作者:Zhimin Rao;Tingyao He;Dengxin Hua;Yunlong Wang;Xusheng Wang;Yingying Chen;Jing Le
- 通讯作者:Jing Le
Atmospheric Lidar Data Storage Model Based on Ontology
基于本体的大气激光雷达数据存储模型
- DOI:10.1155/2017/3607068
- 发表时间:2017
- 期刊:Scientific Programming
- 影响因子:--
- 作者:Chen Hao;Hua Dengxin;Zhang Yikun;Yan Qing
- 通讯作者:Yan Qing
MODIS C061气溶胶光学厚度产品在西安地区的适用性研究
- DOI:10.3788/aos201939.1001004
- 发表时间:2019
- 期刊:光学学报
- 影响因子:--
- 作者:刘晶晶;刘芸;王国英;华灯鑫;王骏;闫庆;何廷尧;高飞
- 通讯作者:高飞
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其他文献
大气探测激光雷达发射能量监测
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:量子电子学报
- 影响因子:--
- 作者:杜洋;华灯鑫;辛文辉;何廷尧;崔岩;普亚洲
- 通讯作者:普亚洲
一种基于变换矩阵的激光雷达数据无量纲统一化转换方法
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:西安理工大学学报
- 影响因子:--
- 作者:华灯鑫;张毅坤;闫庆;李仕春
- 通讯作者:李仕春
基于数字全息干涉术的云微物理参数同步测量方法
- DOI:10.7498/aps.70.20201779
- 发表时间:2021
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:高攀;王骏;赵成成;唐家斌;刘晶晶;闫庆;华灯鑫
- 通讯作者:华灯鑫
基于FPGA的TDLAS-WMS信号控制系统设计及实现
- DOI:10.3788/lop213332
- 发表时间:2023
- 期刊:激光与光电子学进展
- 影响因子:--
- 作者:辛文辉;任卓勇;樊建鑫;李仕春;乐静;华灯鑫
- 通讯作者:华灯鑫
云探测中的激光雷达技术研究进展
- DOI:10.3788/aos202242.0600002
- 发表时间:2022
- 期刊:光学学报
- 影响因子:--
- 作者:狄慧鸽;华灯鑫
- 通讯作者:华灯鑫
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华灯鑫的其他基金
全光纤拉曼测温激光雷达系统集成方法与实验研究
- 批准号:61275185
- 批准年份:2012
- 资助金额:96.0 万元
- 项目类别:面上项目
高度30km内的大气水汽、温度及气溶胶探测的拉曼激光雷达系统及实验研究
- 批准号:41027004
- 批准年份:2010
- 资助金额:200.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
新型全光纤分光大气温度探测拉曼激光雷达的关键技术与方法研究
- 批准号:60878050
- 批准年份:2008
- 资助金额:45.0 万元
- 项目类别:面上项目
大气边界层温度、湿度及气溶胶拉曼激光精细探测的研究
- 批准号:40675015
- 批准年份:2006
- 资助金额:38.0 万元
- 项目类别:面上项目