论文摘要
激光雷达是当前一种应用广泛的主动式遥感工具,本文针对兰州大学两台激光雷达,CAMLTM CE-370-2和MPL-4B分别在2005年7月至2007年1月及2007年3月至2009年1月的观测资料,经过大量的数据筛选处理,探讨了两台雷达的实际探测高度和应用差异。利用Klett法及Fernald法对回波数据进行了反演计算,讨论了不同反演方法的参数选取、反演结果的差异性,探讨了激光雷达对半干旱区典型天气状况下（浮沉天气、扬沙天气、多云天气）大气气溶胶的反演能力,讨论了边界层内气溶胶的三维变化,主要研究结果如下：1,实际探测高度的探讨：相对CAMLTM CE-370-2激光雷达,MPL-4B的实际探测高度较高,前者最大探测高度15.8km,平均探测高度6.6km,后者则分别为22.8km和12.4km。2,反演参数的选取：认为在半干旱区,采用Klett算法反演气溶胶消光系数时参数k值取0.78较为合理；采用Fernald算法反演气溶胶消光系数时参数S1进行分层取值：2km以下取15,2km-15km取20,15km-20km取40,20km-25km取50。3,反演方法的比较：分析两种方法的反演结果发现,对于实际探测高度顶端以下的气溶胶消光系数,两种方法的反演结果基本一致,在接近际探测高度顶端大约1km范围时开始出现差异：Fernald法反演结果较Klett法大1到2个量级；但当整层大气气溶胶分布较均匀时,两种方法反演得到的整层气溶胶消光系数廓线基本吻合。4,仪器的差异性分析：对两台激光雷达的同期探测资料进行分析,发现两台仪器得到的大气气溶胶消光系数量级基本一致,垂直廓线的变化趋势十分相似,所反映的气溶胶密集区也十分一致。虽然MPL-4B的探测高度较高,但实际探测高度顶端附近的气溶胶消光系数却会出现数值较大的情况；5,2008年5月1-2日,是一次半干旱区典型的浮尘、扬沙天气过程,MPL-4B的反演结果完整的反映了此次过程。浮尘天气下,低层气溶胶密集区出现在1-2km的高度范围内,密集区消光系数最大值在0.4-1.0km-1之间,高层气溶胶密集区出现在5-7km的高度范围内,密集区消光系数最大值在1.0-1.8km-1之间；扬沙天气下,低层气溶胶密集区出现在0-1km的高度范围内,密集区消光系数最大值在1.0-2.5km-1之间,高层气溶胶分布较均匀,消光系数值为0.25km-1左右,偶尔在6km处出现密集区,密集区消光系数最大值在2.0-2.5km-1；6,2007年4月3日,是半干旱区典型的多云转晴天气过程,MPL-4B的反演结果也同样完整的反映了此次过程：3点,5km高度范围处出现较薄的气溶胶密集区,消光系数最大值约为0.2km-1；9点-15点,分别在4km和8km高度范围处出现较厚的密集区,消光系数最大值约为0.25-0.6km-1之间；18点之后,整层气溶胶分布趋于均匀,消光系数在0.05km-1左右；7,选取春、夏、秋、冬四个季节的激光雷达探测资料,反演得到了半干旱区边界层内气溶胶消光系数的时空三维特征：半干旱区的边界层气溶胶平均消光系数具有明显的按冬、春、秋、夏顺序依次变小的特征,依次为：0.59km-1、0.14km-1、0.13km-1、0.11km-1,且冬季底层气溶胶消光系数较大,375m以下消光系数均值大于1。各季在中午12-15时,边界层内气溶胶消光系数较大。
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