基于多波长角散射激光雷达测量Stokes参数的气溶胶微物理特性反演研究与实验观测

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61865001
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    39.0万
  • 负责人：
    赵虎
  • 依托单位：
    北方民族大学
  • 学科分类：
    F0510.空间、大气、海洋与环境光学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The microphysical properties of atmospheric aerosols are important factors in understanding climate change. At present, there is great uncertainty in inversing aerosol microphysical properties quantitatively. It's extremely limited for us to maser the time and space evolution progress and formation mechanisms of the climate change. It is found that the angular scattering light of aerosol particles contains rich polarization information related to the microphysical properties of particle size, shape and components. Therefore, the more sensitive optical information for the inversion of aerosol microphysical properties will be provided by measuring the angular scattering Stokes parameters. In this project, a multi-wavelength angular scattering lidar experiment system will be constructed combining a multi-wavelength Raman lidar with a detection channel of Stokes parameter. The angular scattering matrix will be inversed using Stokes parameter, the multi-parameter inversion algorithm for aerosol microphysics based on “3β+2α+4γ” data sets, the non-spherical aerosol microphysical properties inversion method and the aerosol mass concentration vertical distribution and moisture correction method will be studied in this project. A new solution and theoretical foundation for illustrating the influence mechanism of aerosol microphysical properties on climate change will be provided if this project is implemented.
大气气溶胶的微物理特性是理解各种气候变化的重要因素，目前对气溶胶微物理特性的定量反演存在很大的不确定性，从而极大地限制了我们准确掌握各种气候变化的时空演化过程和形成机制。研究发现气溶胶粒子的角散射光包含了与粒子尺度、形状、种类等微物理特性相关的丰富的偏振信息。因此，探测气溶胶角散射光的Stokes参数，将会为气溶胶微物理特性的反演提供更多更敏感的光学信息。本项目将以多波长拉曼激光雷达为基础，增加一个角散射光Stokes参数的探测通道，构建多波长角散射激光雷达实验平台，开展Stokes向量反演气溶胶角散射矩阵；“3β+2α+4γ”的多参数气溶胶微物理特性反演算法；非球形沙尘气溶胶微物理特性反演方法；气溶胶质量浓度垂直分布及吸湿性校正方法等方面的研究。该项目的实施将为阐明气溶胶微物理特性对气候变化的影响机制提供新的解决方案和理论依据。

结项摘要

大气气溶胶的微物理特性是理解各种气候变化的重要因素，气溶胶微物理特性定量反演的不确定性，极大地限制了我们准确掌握各种气候变化的时空演化过程和形成机制。本项目在多波长拉曼激光雷达的基础上，利用气溶胶后向散射光Stokes参数，研究了激光雷达遥感大气气溶胶微物理特性的相关问题。四年来，项目组成员在Stokes向量反演气溶胶后向散射矩阵，多波长多参数气溶胶粒子谱分布反演，非球形沙尘气溶胶微物理特性反演，多波长激光雷达气溶胶光学特性反演智能算法，非球形气溶胶粒子光学特性计算等方面开展了较有成效的研究。本项目实现了基于 ArcGIS的激光雷达数据可视化，神经网络方法反演激光雷达遥感大气光学参数，T矩阵方法和DDA方法计算非球形气溶胶粒子光散射特性，激光雷达数据的可变加权卡尔曼滤波，基于Tikhonov正则化方法反演非球形气溶胶粒子谱分布，气溶胶全Stokes参量测量系统的设计与实验。这些研究将为利用多波长拉曼激光雷达精细探测大气气溶胶光学特性，及阐明气溶胶微物理特性对气候变化的影响机制提供新的解决方案和理论依据。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（2）
改进的可变加权卡尔曼激光雷达滤波算法
  • DOI：
    10.13382/j.jemi.b2104610
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵虎;张海伦;郭嘉琦;谢青青;毛建东;饶志敏
  • 通讯作者：
    饶志敏

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其他文献

四倍体胚胎发育阶段对胚胎干细胞嵌合体小鼠制备的影响
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    赵虎
SF6-CO2和SF6-CF4混合气体断路器的喷口压力特性
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    10.13336/j.1003-6520.hve.20160616013
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  • 通讯作者：
    林辉
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘向峰
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    --
  • 发表时间：
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    --
  • 作者：
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    赵虎
灰霉病对番茄叶片蔗糖转化酶活性和可溶性糖含量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    安徽农业科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭家丽;赵虎;李智佳;彭梦醒;刘永华
  • 通讯作者：
    刘永华

其他文献

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赵虎的其他基金

多波长双线偏振激光雷达气溶胶微物理特性探测和反演方法研究
  • 批准号：
    42165010
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    35 万元
  • 项目类别：
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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