利用米散射激光雷达获取湍流信息的方法研究

大气与环境光学学报 ›› 2011, Vol. 6 ›› Issue (2): 89-.

利用米散射激光雷达获取湍流信息的方法研究

崔朝龙1,2, 黄宏华1, 梅海平1, 倪志波1,2, 汪少林1,2, 曹开法1,2, 方欣3, 饶瑞中1

（1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室，安徽合肥 230031；
2 中国科学院研究生院，北京 100039；
3 中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽合肥 230026）

收稿日期:2010-04-21 发布日期:2011-03-29
通讯作者: 崔朝龙（1983-），男，湖南南县人，博士研究生，主要从事湍流大气光学特性研究。 E-mail:ady_longer@yahoo.com.cn
作者简介:崔朝龙（1983-），男，湖南南县人，博士研究生，主要从事湍流大气光学特性研究。
基金资助:
国家863计划项目资助

Measurement of Turbulence Information Using Mie Scattering Lidar

CUI Chao-long1,2, HUANG Hong-hua1, MEI Hai-ping1, NI Zhi-bo1,2, WANG Shao-lin1,2, CAO Kai-fa1,2, FANG Xin3, RAO Rui-zhong1

(1 Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China;
2 Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100081, China;
3 School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)

Received:2010-04-21 Online:2011-03-29

摘要/Abstract

摘要：

介绍了采用米散射激光雷达测量湍流信息的理论原理，分析了现有AML-2米散射激光雷达进行实验探测的可行性，并于2009年3月15日在水平方向上开展了初步实验。从回波信号曲线及数据分析结果来看，AML-2激光雷达探测湍流的有效距离为300~820 m；归一化光强起伏方差即闪烁指数数值在0.001~0.1之间，且随距离增加而不断增大，闪烁饱和现象不太明显；大气折射率结构常数数值基本在1.0×10 m-2/3左右，在水平方向上基本保持均匀性。总体上，闪烁指数和折射率结构常数随路径的变化趋势多数符合理论结果。

关键词: 米散射激光雷达, 湍流, 闪烁指数, 折射率结构常数, 闪烁仪

Abstract:

The theory of measuring turbulence information using Mie scattering lidar is introduced. The feasibility of measuring turbulence with existing AML-2 Mie scattering lidar is analyzed and some experiments are performed in the horizontal direction on March 15, 2009. The echo signal curve and results of data analysis show that, the effective range of measuring turbulence with AML-2 Mie scattering lidar is about 300~820 m. The value of normalized variance of the irradiance fluctuations, namely scintillation index, is between 0.001 and 0.1. It increases with the increment of propagation distance, and scintillation saturation is not obvious. The value of atmospheric refractive index structure constant is about 1.0×10-15 m-2/3, and basically maintains homogenous in the horizontal direction. On the whole, the tendencies of scintillation index and refractive index structure constant with propagation distance are almost similar to the theoretical results.

Key words: Mie scattering lidar, turbulence, scintillation index, refractive index structure constant, scintillometer

中图分类号:

P427.1

崔朝龙黄宏华梅海平倪志波汪少林曹开法. 利用米散射激光雷达获取湍流信息的方法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2011, 6(2): 89-.

CUI Chao-Long, HUANG Hong-Hua, MEI Hai-Ping, NI Zhi-Bo, WANG Shao-Lin, CAO Kai-Fa. Measurement of Turbulence Information Using Mie Scattering Lidar[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2011, 6(2): 89-.

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