扫描激光雷达探测杭州梅雨季节边界层高度

【作者】 唐培钧； 刘东； 徐沛拓； 周雨迪； 白剑； 刘崇； 汪凯巍； 罗敬； 成中涛； 张与鹏； 杨甬英； 毕磊； 张克俊；

【机构】 浙江大学光电学院现代光学仪器国家重点实验室； 浙江大学大气科学系； 浙江大学计算机科学与技术学院；

【摘要】 大气边界层(atmospheric boundary layer或planetary layer,简称ABL或PBL)是指靠近过地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域,其能够直接与地表进行能量和物质交换,与人类的生产生活息息相关[1]。因此,对大气边界层的探测和研究就显得十分重要。梅雨是我国南方的特征性气候现象。受到梅雨季节丰沛的降水影响,我国南方在这段时期内的边界层高度和其他时间有着明显的不同。激光雷达(Lidar)作为一种主动式遥感设备,具有高时空分辨率的特点,广泛应用于大气气溶胶、大气污染物、大气成分和云等的研究[2]。基于以上特点,我们研制了一台三维偏振扫描激光雷达来对杭州地区(30°16′N,120°07′E)梅雨时节的边界层高度进行探测研究。与传统的地基固定指向激光雷达相比,其具有调整方便、能够指向至任意方向的特点,同时能够对某一区域进行扫描来获取面状信息。在本报告中,首先对三维偏振扫描激光雷达的结构进行说明,之后对各种边界层高度的提取方法做详细比较(梯度法[3]、曲线拟合法[4]、标准差法[5]、小波协方差法[6]),最后给出利用所研制的三维偏振激光雷达测量得到的杭州梅雨季节边界层高度,并与非梅雨季节进行比较。本项研究对于梅雨季节边界层的研究具有重要的参考意义。更多还原