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用常规气象参数估算光学湍流廓线方法的比较

强激光与粒子束 2008年第1期20卷 53-57页

作者：许利明吴晓庆王英俭中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

采用美国SPARC数据中心提供的高分辨率无线电探空数据,运用Tatarski公式,对由外尺度或湍流能量耗散率结合常规气象参数估算的折射率结构常数结果进行了比较,间接证明了Sterenborg将外尺度选取1 m时的合理性。并比较了Coulman和Dewan两... 详细信息

采用美国SPARC数据中心提供的高分辨率无线电探空数据,运用Tatarski公式,对由外尺度或湍流能量耗散率结合常规气象参数估算的折射率结构常数结果进行了比较,间接证明了Sterenborg将外尺度选取1 m时的合理性。并比较了Coulman和Dewan两个外尺度经验公式估算的折射率结构常数。对比分析表明:利用外尺度或湍流能量耗散,结合常规气象参数,都能够估算出折射率结构常数。因湍流能量耗散率观测十分困难,该方法的合理性和代表性需待实验检验。Coulman的外尺度公式只是简单的经验公式,其普适性也需实验检验。而Dewan的外尺度公式中含有实测风速参数,由对流层和平流层不同区域的外尺度公式估算的折射率结构常数相对合理。

关键词：光学湍流常规气象参数估算方法折射率结构常数湍流廓线模式

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内混合强吸收气溶胶粒子光散射的等效性

强激光与粒子束 2007年第7期19卷 1066-1070页

作者：黄红莲黄印博饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

以黑碳和水两种成分组成的内混合单分散气溶胶粒子为例,根据其各消光效率因子、吸收效率因子和散射相函数,分析了用等效折射率来描述含有不同成分的内混合气溶胶系统的适用性。结果表明:在瑞利散射区和几何光学区内,内核(碳粒)体积比为0... 详细信息

以黑碳和水两种成分组成的内混合单分散气溶胶粒子为例,根据其各消光效率因子、吸收效率因子和散射相函数,分析了用等效折射率来描述含有不同成分的内混合气溶胶系统的适用性。结果表明:在瑞利散射区和几何光学区内,内核(碳粒)体积比为0.01,0.1,0.5,0.9时,消光效率在大多数尺度参数下等效性都很好,但在米散射区内相对较差;当体积比大于0.3时,其吸收效率、消光效率等效性较好;除瑞利散射区外,散射相函数在各体积比下的等效性都很差。当考虑内混合气溶胶粒子系统的散射和吸收特性时,一般不难找到等效折射率,但在光散射技术中,应用相函数反演等效折射率的可靠性还有待商榷。

关键词：大气气溶胶光散射内混合等效折射率等效性

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湍流气象探空仪的研制及其性能分析

强激光与粒子束 2009年第2期21卷 166-170页

作者：秦余贞吴晓庆李多扬许利明中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

最新研制的湍流气象探空仪是将温度脉动仪附加在常规气象探空仪上,实现了两路折射率结构常数、温湿压常规气象参数、温度谱等测量。通过在合肥和长春的实验表明该系统具有较高的测量精度和稳定性,在高空低温动态条件下探空仪系统噪声与... 详细信息

最新研制的湍流气象探空仪是将温度脉动仪附加在常规气象探空仪上,实现了两路折射率结构常数、温湿压常规气象参数、温度谱等测量。通过在合肥和长春的实验表明该系统具有较高的测量精度和稳定性,在高空低温动态条件下探空仪系统噪声与温度脉动仪地面常温静态条件下的噪声相当。探空系统噪声引起的等效折射率结构常数小于2×10-18m-2/3。能服务于激光传输、大气质量评价及天文台选址等相关领域对大气光学湍流研究的需要。

关键词：大气光学探空仪折射率结构常数光学湍流双通道

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四孔差分像运动测量大气相干长度的方法研究

强激光与粒子束 2007年第3期19卷 357-360页

作者：黄宏华姚永帮饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

介绍了最新研制的基于四孔差分像运动法到达角起伏测量仪,利用该仪器测量的4个方向(两组正交方向)上的到达角起伏方差,从而推算出大气相干长度。在近地面水平路径的实验中发现,不同方向上的测量结果获得的大气相干长度值有一定的差别。... 详细信息

介绍了最新研制的基于四孔差分像运动法到达角起伏测量仪,利用该仪器测量的4个方向(两组正交方向)上的到达角起伏方差,从而推算出大气相干长度。在近地面水平路径的实验中发现,不同方向上的测量结果获得的大气相干长度值有一定的差别。测量结果表明:大气湍流存在一定的各向异性,在实际应用中应考虑这个因素;在一些应用场景下,大气相干长度应根据至少一组正交方向的测量结果来分析确定。

关键词：大气湍流差分像运动法大气相干长度统计特征

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根据到达角协方差测量大气湍流外尺度

光学学报 2007年第8期27卷 1361-1365页

作者：黄宏华姚永帮饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

通过湍流大气中光波相位结构函数得到两点间的到达角协方差与大气湍流外尺度的关系,并利用差分到达角方差进行了归一化,进而得到大气湍流外尺度和差分到达角方差及到达角协方差的表达式。采用四孔到达角起伏测量仪进行了近地面水平路径... 详细信息

通过湍流大气中光波相位结构函数得到两点间的到达角协方差与大气湍流外尺度的关系,并利用差分到达角方差进行了归一化,进而得到大气湍流外尺度和差分到达角方差及到达角协方差的表达式。采用四孔到达角起伏测量仪进行了近地面水平路径的实验,测量结果表明在离地面6 m的高度上,湍流外尺度在4 m左右,并随时间变化,不同方向的测量结果有一些差别。

关键词：大气光学大气湍流外尺度相位结构函数到达角协方差

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氟化氘激光大气传输的定标规律

强激光与粒子束 2007年第12期19卷 1965-1969页

作者：乔春红范承玉王英俭中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

利用激光大气传输4维程序,结合均方和半径分析方法,对氟化氘(DF)激光大气传输的定标规律进行了数值分析。得到了焦平面处63.2%环围能量半径的光斑扩展规律以及在焦平面上不同环围能量半径内的平均功率密度定标关系式。此定标关系不仅适... 详细信息

利用激光大气传输4维程序,结合均方和半径分析方法,对氟化氘(DF)激光大气传输的定标规律进行了数值分析。得到了焦平面处63.2%环围能量半径的光斑扩展规律以及在焦平面上不同环围能量半径内的平均功率密度定标关系式。此定标关系不仅适用于大菲涅耳数、弱传输效应条件下,同时也适用于小菲涅耳数、强传输效应条件下DF高能激光大气传输,从而能够对激光大气传输的效果做出快速地预测和有效地评估。

关键词：激光传输定标规律氟化氘激光数值模拟热晕效应

激光大气传输相位不连续点的时空演化特征的数值计算

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强激光与粒子束 2006年第7期18卷 1066-1070页

作者：葛筱璐范承玉王英俭中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

利用激光大气传输4维程序对激光大气传输相位不连续点的时空演化特征进行了数值计算。仿真计算了相位不连续点随光波传输的产生和湮灭过程,以及某一固定传输位置处,畸变光场内的相位不连续点随时间的变化情况。计算结果表明,相位不连续... 详细信息

利用激光大气传输4维程序对激光大气传输相位不连续点的时空演化特征进行了数值计算。仿真计算了相位不连续点随光波传输的产生和湮灭过程,以及某一固定传输位置处,畸变光场内的相位不连续点随时间的变化情况。计算结果表明,相位不连续点是随着波前运动的,并且可以成对地产生或湮灭;当传输路径中的某一位置固定时,垂直于传播方向的畸变光场内的相位不连续点所在的位置随时间的变化是不确定的,但在传输条件一定的情况下,该位置处的相位不连续点数目的统计平均值是可以确定的。

关键词：激光传输相位不连续点时空演化畸变光场

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湍流廓线激光雷达的研制

强激光与粒子束 2006年第10期18卷 1602-1604页

作者：侯再红吴毅张守川王小强中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

对采用光波波段测量大气湍流强度廓线的湍流廓线激光雷达进行了研究。利用焦点附近的大气瑞利后向散射作为测量信标测量湍流信息,当聚焦高度不同时,可以测得不同高度的整层信息,从而可以得到一系列高度的整层湍流信息,最后通过算法得到... 详细信息

对采用光波波段测量大气湍流强度廓线的湍流廓线激光雷达进行了研究。利用焦点附近的大气瑞利后向散射作为测量信标测量湍流信息,当聚焦高度不同时,可以测得不同高度的整层信息,从而可以得到一系列高度的整层湍流信息,最后通过算法得到分层的大气湍流廓线。介绍了湍流廓线激光雷达系统的组成原理和系统结构,采用像增强器的控制系统使得系统的有效测试距离达到15 km;通过与传统测量方法的对比,得出了可以作为湍流强度廓线测量工具的结论。最后展望了该系统的应用前景。

关键词：激光大气传输湍流廓线瑞利信标激光雷达

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热晕效应数值模拟中对计算参数的选取

强激光与粒子束 2005年第1期17卷 1-4页

作者：黄印博王英俭中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心安徽合肥230031

根据数值计算的抽样原则,对激光大气传输数值模拟中如何准确地选取计算参数作了比较全面的分析,导出计算参数选取所应遵循的判据。结合高斯光束及平台光束准直传输热畸变后的相位分布,得到了网格间距与Bradley Hermann热畸变... 详细信息

根据数值计算的抽样原则,对激光大气传输数值模拟中如何准确地选取计算参数作了比较全面的分析,导出计算参数选取所应遵循的判据。结合高斯光束及平台光束准直传输热畸变后的相位分布,得到了网格间距与Bradley Hermann热畸变参数的关系。在算出此热畸变参数后,便可选定合适的网格间距,由数值结果便能准确评价实际激光大气传输的效果。数值结果表明,相同网格数、不同网格间距下数值结果的差别相对较大,若网格间距选取不当,将给数值结果带来较大误差。

关键词：热晕效应数值模拟计算参数网格间距