4、激光測風

激光測風主要有多普勒、相關、雙光束干涉和閃爍四種探測原理，前兩種應用前景更好。

激光相關測風是通過統(tǒng)計分析由濃度和尺度不同的氣溶膠團塊引起的激光回波信號在時間和空間上的不均勻結構，以求取風速和風向。1993年已著手研制一臺相關測風的激光雷達，主要用于探測1km高度以下的大氣風場。該雷達采用Nd-YAG激光器，接收望遠鏡的口徑為20cm。

5、多次散射研究

在激光多次散射研究方面，我們與德國慕尼黑大學氣象研究所H.Quenzel教授等人合作，發(fā)展了一個參數(shù)化的多次散射激光雷達方程。該方程基于我們引進的四個因子，即幾何消光因子、消光分布因子、前向散射因子和后向散射因子。前兩個因子表征多次散射成分對大氣消光系數(shù)分布、激光的發(fā)散角和接收視場角以及接收孔徑的依賴關系。后兩個因子表征多次散射成分對散射相函數(shù)的依賴關系。這個參數(shù)化多次散射雷達方程在241個數(shù)值試驗中得以檢驗。數(shù)值試驗表明，在小于4的光學厚度內(nèi)參數(shù)化的解和Monte Carlo解之間的標準偏差小于27％，而本模式的計數(shù)時間比MonteCarlo方法偏小4個數(shù)量級左右。

最近我們又應用參數(shù)化的多次散射雷達方程，分析了激光多次散射對激光回波信號和一次散射雷達方程反演結果的效應，提出了迭代前向積分法和迭代后向積分法以求解參數(shù)化的多次散射雷達方程，并根據(jù)多次散射信號對云和氣溶膠的前向散射相函數(shù)的高度敏感性提出了一個從雙接收視場的多次散射激光回波信號，同時確定云和氣溶膠消光系數(shù)分布和前向散射相函數(shù)的方法，還通過數(shù)值試驗分析了這些反演方法在地基激光雷達和空間站激光雷達兩種情形下的適用性。

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6、激光空間遙感

激光空間大氣遙感研究已有近二十年的歷史，它的主要目的在于探測全球尺度的大氣參數(shù)。國際上計劃發(fā)展的空載激光雷達主要是后向散射、差分吸收和多普勒三類，以后向散射為工作原理的Nd-YAG激光雷達技術最成熟，將首先送上空間平臺以探測大氣氣溶膠和云的光學特性等。我國的激光空間遙感研究起步于1988年，中科院大氣物理研究所和上海光機所合作研制了一臺以空間遙感為目的地面原理實驗樣機，該雷達采用NdYAG激光器，工作波長為1.06μM和0.532μm、接收望遠鏡口徑為30Cm，主要用于探測云和氣溶膠的光學特性。此外，我們在激光空間遙感云和氣溶膠分布的反演方法研究方面也取得了一些進展。