文档介绍：激光雷达测风技术大气风场数据获得的手段地球表面观测系统地面、海面、风散射仪等,只能提供表面大气层的数据高空单层大气观测系统机载和星载的云图变化的风场推算数据,该方式覆盖范围受限高空多层大气观测系统无线电探空仪和卫星探测器,无线电探空仪能够提供风场的垂直分布情况,但是它主要是在北半球的陆地,很难给出大覆盖范围的观测数据激光雷达测风技术特点优势:(与其它方式比较)空间分辨率高(角分辨率rad量级)时间分辨率高高测量精度(低对流层<1m/s,中高层<3m/s)覆盖范围大(全球范围),适合星载平台全球的分子散射测量:尤其在海洋或南半球气溶胶散射测量:在低大气层和陆地上空劣势:适合晴天工作,大气穿透能力差(不适合雾、雨、雪天)近地面水平作用距离有限(由于大气衰减)非相干DIALCO2脉冲激光器发展二极管泵浦单频可更换恶劣条件长寿命2m1m大气层:-、(1)全球激光雷达探测战略(2)WMO的全球风测量技术指标单位理想要求最低要求边界层对流层平流层低对流层高对流层平流层垂直范围km0-22-1616-300-55-1616-,000100风分布间距km50>500时间采样hour312测量精度m/相干外差探测非相干直接探测:YLuAGTmHo:YAGRaman激光器OPO-Nd:YAGEr激光器Nd:YAG倍频Nd:YAG可见光三倍频Nd:YAG优点宽带探测可调谐本振相干非相干最佳的激光技术硅探测器分子散射探测对象MieMieMieMieMieRayleighMieRayleigh激光多普勒测风雷达的分类直探式(相对强度检测)边缘技术单边缘、双边缘条纹技术环形条纹、直列条纹分子吸收技术I2分子吸收相干式(直接频率检测FFT)外差技术本振光与信号光自差技术多频率发射光本身超外差技术本振光与多频率信号光大气分子或气溶胶散射产生的多普勒频移根据动量守恒和能量守恒定理:大气分子或气溶胶散射产生的多普勒频移:对于前向散射对于后向散射原子吸收产生的多普勒频移原子共振吸收频率为:根据动量守恒和能量守恒定理:多普勒频移为:原子吸收截面由于多普勒频移而展宽: