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国内最大的光学透明防水顶窗在子午工程二期武汉大学珞珈山站建成
发布时间:2022-01-29 15:46  作者:  来源:电子信息学院  阅读:

新闻网讯(通讯员周军)日前,国内最大的光学透明防水顶窗在子午工程二期武汉大学珞珈山站建成。该防水顶窗最大有效通光孔径为1020mm,是珞珈山站中低层大气测温激光雷达系统的重要组成部分。顶窗上加装了电控自动顶棚,能保证雷达系统在无人值守条件下全天候工作,解决了长期困扰激光雷达常规观测的技术保障难点;目前,该激光雷达系统正在进行紧张的各子系统联合调试,其原理样机已于2021年初投入日常观测。

光学透明防水顶窗

子午工程二期武汉大学珞珈山站中低层大气测温激光雷达系统建成后将是世界上第一台不用假定温度依赖函数、不需要参考温度标定即可直接精准测量,获取全天时温度剖面的1米口径激光雷达系统,利用纯转动拉曼单支谱提取技术,实现全天时大气温度剖面获取和气溶胶光学性质测量。

2021年1月19日晚20:00-21:00LT,激光雷达原理样机探测的大气温度剖面与当晚20:00LT的无线电探空仪的温度数据剖面对比

单支谱纯转动拉曼激光雷达的测温原理基于以下事实:大气氮分子(或氧分子)任意两个单支转动拉曼谱线回波信号强度比满足简单的二参量温度依赖,即只与两个常参量有关:

常参量A 与氮分子(或者氧分子)的转动常数以及选定的转动量子数有关(理论值),常参量B 与两个单支谱通道的传输效率比有关(系统测量值)。当这两个常参量确定后,大气温度剖面即可通过观测数据准确获取。

对比世界上现有的各种大气温度遥感技术的测量原理,基于单支谱提取的纯转动拉曼激光雷达温度测量原理是迄今为止用于大气温度遥感探测最严谨(无添加人为的假定)、最简洁(由雷达回波信号直接推算温度剖面的解析表达式)的方法。再结合一个弹性通道信号可得到气溶胶的消光系数和后向散射系数,进而可以得到精确的雷达比。

经过近一年的筹备建设,武汉大学珞珈山站已经为子午工程二期中低层大气测温激光雷达系统的安装调试做好了充分的准备工作。

武汉大学珞珈山站激光雷达夜间工作图

(编辑:付晓歌)

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