激光大气探测PDF电子书下载

第一章 大气环境 1

第一节 大气温度、湿度和气压 1

一、大气温度和大气分层 1

二、气压和大气密度 3

三、大气湿度 5

第二节 大气成分 8

一、标准大气成分 8

二、大气臭氧 9

第三节 气溶胶和云雾、降水 10

一、气溶胶 10

二、云雾、降水 15

第四节 大气光学性质 18

一、大气透过率 18

二、大气消光系数 21

三、大气背景辐射 22

参考文献 24

第二章 激光与大气的相互作用 26

第一节 激光与大气相互作用的概况 26

一、大气的散射和吸收效应 26

二、大气湍流效应 28

第二节 大颗粒散射 30

一、基本概念 30

二、米散射理论 32

第三节 大气分子散射和大气分子吸收光谱 36

一、大气分子散射 36

二、大气分子吸收光谱 40

第四节 喇曼散射和共振散射 43

一、喇曼散射 43

二、共振散射 45

参考文献 46

第一节 激光原理 48

一、激光的特点 48

第三章 激光雷达和光雷达方程 48

二、激光原理 49

三、红宝石激光器 53

第二节 激光雷达的工作原理 55

一、脉冲激光雷达的工作原理 56

二、各种类型的激光雷达 58

第三节 激光雷达的基本组件 60

一、发射系统 60

二、接收系统 62

第四节 光雷达方程 69

一、大气回波的光雷达方程 69

二、漫反射平面回波的光雷达方程 71

第五节 激光雷达的主要性能 72

一、充填系数η(R) 72

二、激光能量的稳定性 75

四、仪器常数 76

三、接收系统的动态范围 76

五、大气吸收效应的影响 77

六、空间分辨率 78

第六节 信噪比 79

参考文献 81

第四章 激光探测污染气体浓度 84

第一节 概况 84

一、探测原理 86

第二节 激光探测污染气体浓度的喇曼散射原理 86

二、喇曼散射激光雷达 88

三、观测实例 91

第三节 激光探测污染气体浓度的微分吸收原理 94

一、概述 94

二、长光程微分吸收原理 97

三、距离分辨微分吸收原理 103

参考文献 106

一、探测烟羽不均匀结构 109

第一节 激光探测烟羽结构 109

第五章 激光探测烟、尘 109

二、探测烟羽透过率和上升轨迹 112

第二节 激光探测烟羽浓度 115

一、探测人造烟羽浓度 115

二、探测工业排放烟羽的相对浓度 119

三、探测大气扩散参数 122

第三节 激光探测大气尘埃不均匀结构 126

一、探测大气尘埃郁积层 126

二、探测大气尘埃消光系数 129

第四节 激光探测飘尘浓度和尺度谱分布 132

一、探测飘尘浓度 132

二、探测飘尘尺度谱分布 136

参考文献 139

第一节 激光相关分析测风 142

一、激光相关分析测风原理 142

第六章 激光探测风和湍流 142

二、大气气溶胶的不均匀结构 147

三、激光相关分析测风观测实例 150

第二节 激光多普勒测风 152

一、多普勒测风原理 152

二、光外差多普勒测风 155

三、光谱分析多普勒测风 159

第三节 激光双光束干涉测风 166

第四节 激光闪烁测风 169

第五节 激光在探测大气湍流中的应用 173

参考文献 178

第七章 激光探测云雾、降水和能见度 181

第一节 激光探测云雾 181

一、探测云底高度、云厚和云的层次 181

二、探测云雾宏观结构 186

三、探测云雾物理参量 188

一、由探测雨滴消光系数求取降雨强度 195

第二节 激光探测降水 195

二、根据激光闪烁原理探测降雨强度和雨滴谱 198

第三节 激光探测能见度 200

一、能见度的基本概念 201

二、探测水平能见度 204

三、探测斜视能见度 208

参考文献 212

一、探测原理 215

第一节 激光探测高层大气气溶胶 215

第八章 激光探测高层大气 215

二、观测实例 218

第二节 激光探测高层大气密度、温度和气压 223

第三节 激光探测高层大气成分 226

一、探测钠原子浓度 226

二、探测臭氧浓度 233

参考文献 236

一、根据喇曼散射原理探测大气湿度 239

第九章 激光探测大气温度、湿度和气压 239

第一节 激光探测大气湿度 239

二、根据微分吸收原理探测大气湿度 242

第二节 激光探测大气密度和气压 245

一、根据喇曼散射原理探测大气密度 245

二、根据其他原理探测大气密度 247

第三节 激光探测大气温度 248

一、由探测大气密度求取大气温度 248

二、根据转动喇曼散射原理探测大气温度 250

三、根据转动吸收原理探测大气温度 252

四、根据共振散射谱线的多普勒展宽原理探测高层大气温度 256

参考文献 259

第十章 展望 261

第一节 激光大气探测 261

第二节 由外层空间探测大气 264

第三节 激光气象学 265

参考文献 267