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中间层顶重力波耗散引起钠原子输送的激光雷达观测研究 被引量：4
1
作者 巴金 胡雄 +2 位作者 闫召爱 郭商勇 程永强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期499-506,共8页
利用中国科学院国家空间科学中心廊坊站(40.0°N,116.3°E)钠荧光多普勒激光雷达2011年至2013年共约82 h的钠原子数密度和垂直风观测数据,分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送特征.分析得到,90~100km处... 利用中国科学院国家空间科学中心廊坊站(40.0°N,116.3°E)钠荧光多普勒激光雷达2011年至2013年共约82 h的钠原子数密度和垂直风观测数据,分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送特征.分析得到,90~100km处重力波耗散引起的平均钠原子垂直通量整体为负,钠原子向下输送,在93 km处达到最大负值-1.47×10~8m^(-3)m·s^(-1),85~90km处平均钠原子垂直通量为正,钠原子向上输送,但通量值随高度递减.钠原子垂直通量方向在90km处发生转变,垂直通量随高度的变化造成钠原子汇聚,汇聚效应引起的平均钠原子产生率最大值在91km处达到了1.40×10~8m^(-3)/h,该值超过了相同高度上模式计算流星烧蚀注入引起的钠原子产生率峰值,说明重力波耗散对钠层结构的形成具有重要影响.与美国SOR和Maui观测结果相比,平均钠原子产生率峰值大小相近,但出现高度不同,说明大气重力波耗散引起的物质输送具有显著的地域变化特征.研究结果可为大气物质输送理论的完善以及大气金属层物理模式的改进提供观测事实参考. 展开更多
关键词 钠荧光多普勒激光雷达 大气重力波耗散 钠层结构 钠原子垂直通量 钠原子产生率
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中间层气辉光谱光度计高精度温度反演算法研究与验证
2
作者 牛书琦 郜海阳 +4 位作者 闫召爱 任珂 寇蕾蕾 江百川 卜令兵 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1667-1679,共13页
基于光度学技术的气辉光谱探测仪器结构简洁、稳定性高,有望成为我国中高层大气温度组网观测的主力设备,为研究全球临近空间的温度分布和变化提供有力手段.但此类仪器容易受到自身差异性、观测环境条件等多因素影响,会带来组网观测时的... 基于光度学技术的气辉光谱探测仪器结构简洁、稳定性高,有望成为我国中高层大气温度组网观测的主力设备,为研究全球临近空间的温度分布和变化提供有力手段.但此类仪器容易受到自身差异性、观测环境条件等多因素影响,会带来组网观测时的数据一致性问题.针对这一问题,本文基于课题组研发的气辉光谱光度计(the Mesospheric Airglow Spectrum Photometer,MASP),建立了一套多参数迭代反演算法(Multiple-parameter Iterative Inversion,MPII).该算法对图像圆心进行精准定位,并对图像畸变进行矫正,从而获得精确的实际观测合成光谱.综合考虑了天空杂散光、大气温度、滤光片温度、光学系统焦距和合成光谱调制度5个可变参数.反演温度的精确度相较于传统方法有显著提升.为验证反演算法的有效性和准确性,本文利用MASP与中国科学院国家空间科学中心研制的钠荧光多普勒激光雷达进行主被动遥感联合对比观测.基于钠荧光多普勒激光雷达观测温度,通过剔除大气背景辐射进行数据修正,并根据MPII算法进行温度反演.研究结果表明,相比于传统算法,MPII算法计算的反演温度与钠荧光多普勒激光雷达具有更好的一致性. 展开更多
关键词 温度反演 气辉光谱光度计 转动谱线 钠荧光多普勒激光雷达 对比观测
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大气重力波引起的偶发钠层研究 被引量：2
3
作者 程永强 胡雄 +2 位作者 闫召爱 郭商勇 王博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期93-98,共6页
利用了中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的探测数据对廊坊上空大气重力波引起的偶发钠层(SSL)进行了研究。首先从大气重力波方程出发,计算分析了大气水平风剪切和垂... 利用了中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的探测数据对廊坊上空大气重力波引起的偶发钠层(SSL)进行了研究。首先从大气重力波方程出发,计算分析了大气水平风剪切和垂直风场之间的相位关系;其次利用了钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的实测数据对大气重力波引起的偶发钠层进行了分析研究;经研究分析可知,由于大气重力波引起强的水平风切变和垂直风场风向反转的共同作用,其堆积效应使得钠原子密度增强,形成了偶发钠层。 展开更多
关键词 钠荧光多普勒激光雷达 流星雷达 大气重力波 偶发钠层
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可重部署钠激光雷达接收系统减震设计 被引量：1
4
作者 程永强 胡雄 +3 位作者 闫召爱 郭商勇 孙逸桥 张旭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第B05期92-97,共6页
为了防止中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达在可重新部署运输过程中震动对激光雷达系统的不良影响,保证系统测量的稳定性和精度,文中主要对钠激光雷达接收系统进行了减震设计。... 为了防止中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达在可重新部署运输过程中震动对激光雷达系统的不良影响,保证系统测量的稳定性和精度,文中主要对钠激光雷达接收系统进行了减震设计。首先选用了空气悬挂车载底盘和对望远镜的主镜运输以及望远镜安装运输平台等进行了三级减震设计,通过仿真模拟表明通过减震设计的望远镜安装运输平台冲击位移小于望远镜的主镜运输减震设计要求;其次通过跑车实验表明通过减震设计主镜室的最大振动加速度满足望远镜运输条件设计输入要求;最后通过钠荧光多普勒激光雷达系统的观测实验进一步验证了在长途运输中减震设计的可靠性。 展开更多
关键词 钠荧光多普勒激光雷达 接收系统 减震设计 可重部署
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中层顶准单色重力波特性的钠荧光多普勒激光雷达观测分析 被引量：1
5
作者 王博 胡雄 +4 位作者 闫召爱 肖存英 郭商勇 程永强 郭文杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期25-32,共8页
利用2011~2013年期间60h的钠荧光多普勒激光雷达温度和风场数据,采用矢端曲线法提取廊坊上空85~95 km中层顶区域准单色惯性重力波的所有参量,并统计准单色大气重力波的活动特性。获得的85次准单色重力波事件中,上传(下传)重力波64次(21... 利用2011~2013年期间60h的钠荧光多普勒激光雷达温度和风场数据,采用矢端曲线法提取廊坊上空85~95 km中层顶区域准单色惯性重力波的所有参量,并统计准单色大气重力波的活动特性。获得的85次准单色重力波事件中,上传(下传)重力波64次(21次),占总数的75.29%(24.71%)。垂直波长(水平波长)和观测周期平均值分别为6.6km(727.8km)和7.4h,分别集中在6~9km(200~800km)和2~7 h,固有周期平均值为7.76 h,主要集中在3~9 h,水平传播方向分布比较均匀,没有占主导的传播方向。对于上传重力波,水平背景风在大气重力波水平传播方向上的分量取正值和取负值的概率大致相等,但对于下传重力波,该风场分量取正值的概率大约是取负值的2倍,说明观测到的下传大气重力波在中层顶区域多为顺风传播。 展开更多
关键词 钠荧光多普勒激光雷达 中层顶 准单色惯性重力波 固有周期 传播方向
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铁共振荧光多普勒激光雷达光源的频率稳定性研究
6
作者 李乘 吴德成 +6 位作者 刘爽 邓迁 秘国江 王邦新 王珍珠 刘东 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期65-72,共8页
种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡... 种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡洛方法,仿真了振荡级输出1116 nm脉冲光的频率稳定性(均方根)应小于1 MHz;对改进型Ramp-Fire种子注入技术进行了详细介绍,并在振荡级光路中采用了该技术;通过激光拍频实验,测量得出1116 nm脉冲光在10 min内的频率稳定性的均方根为543.24 kHz,其结果满足指标要求,可将频率抖动和频率漂移引起的系统误差减少至0.51 K和0.61 m/s。文中所做工作为铁共振荧光多普勒激光雷达实现大气温度和径向风速的高精度测量提供了必要保障。 展开更多
关键词 铁共振荧光多普勒激光雷达 频率稳定性 蒙特卡洛方法 种子注入技术 激光拍频
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