基于WRF模式高光谱分辨率测温激光雷达系统分析

作     者：赵延鹏 卜令兵 孙博爱 王元庆 林雪飞 梁琨 ZHAO Yanpeng;BU Lingbing;SUN Boai;WANG Yuanqing;LIN Xuefei;LIANG Kun

作者机构：南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心南京210044 华中科技大学电子信息与通信学院武汉430074 贵州省正安县气象局正安563400 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2024年第48卷第1期

页      面：40-47页

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 08[工学] 0706[理学-大气科学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：民用航天技术预先研究项目(D040107) 

主　　题：大气光学 高光谱分辨率激光雷达 瑞利-布里渊光谱 大气模型 

摘      要：为了解析大气瑞利-布里渊散射光谱并获取0 km~16 km的大气垂直温度廓线,采用基于菲索干涉仪结合光电倍增管阵列的高光谱分辨率测温激光雷达(HSRL)对不同季节环境下的温度反演能力及系统误差进行了理论分析,得到了利用大气瑞利-布里渊散射光谱在结合Tenti S6模型进行拟合的情况下,不同的大气模型对温度廓线拟合的影响结果。结果表明,使用US76大气模型结合Tenti S6模型,经10000次脉冲积分后,在0 km~16 km范围内的最大随机误差为1.1 K;使用天气预报模式(WRF)提供的温压场代替US76模型的温压场进行模拟,随机误差随季节略有不同,春季不超过0.65 K,夏季不超过0.98 K,秋季不超过0.59 K,冬季不超过0.63 K;使用WRF模式进行HSRL系统探测能力评估结果优于使用US76的评估结果,若精选不同天气类型,该方法还可以拓展到评估不同季节下HSRL的随机误差,体现了将WRF模式用于HSRL评估的优势。该研究为HSRL测温系统在不同季节下的工作能力评估提供了参考。