Page 155 - 环境影响评价及监测研究
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第六章 环境监测技术分析
和被大气分子后向散射，吸收反应它是一个共振过程，能够很好地分辨大气的组
成，这种工作机制的激光雷达称作差分吸收激光雷达，差分吸收激光雷达系统能
够探测大气中的微量组分，如大气中的臭氧、水汽、二氧化硫和氮氧化物。其原
理是发射两种波长不同的光，一个调为待测对象的吸收线，另一个波长调至吸收
线上吸收系数较小的位置，随后以高重复频率将它们的光交替发射到大气中，
探测出大气分子的吸收系数，根据这两个波长的后向散射回波信号，就可以分析
出所测大气分子的浓度分布。如张寅超等利用车载测污激光雷达对北京地区的
O 3 、SO 2 、NO 2 进行了三维空间扫描测量，首次给出了北京市近地面层大气 O 3 、
SO 2 、NO 2 的激光雷达测量数据。
2. 对温度的探测
在对大气物理、海洋环境、天气分析和预报的研究中，不可忽视的一项便是
温度的探测，温度对各气象研究起着重要作用，是天气播报中不可缺少的气象因
素。将激光雷达用于探测温度，大大提高了温度探测的精准度。常使用瑞利散射
激光雷达、拉曼达激光雷达对大气温度进行探测。瑞利散射激光探测的特点是时
空分辨率高、探测灵敏度高，并且没有探测盲区，但是因为瑞利散射激光是通过
全反镜垂直地向上射入大气之中来测量获取温度信息，所有它只适合高空测量，
低于 30km 的大气对瑞利散射的干扰较多，拉曼激光雷达一般采用振动形式和转
动形式对温度进行探测，且都能精准地测量气象温度。
3. 对大气能见度的探测
大气能见度是反映大气透明度的重要指标，它能直接体现大气环境质量的好
坏，与人类日常活动有着密切的联系，大气能见度低，会给人们带来许多不便，
如对交通的影响，尤其是海陆空交通，极易被大气能见度的好坏所制约，能见度
较低时，容易引发较大的、严重的事故。为保障交通安全，大气能见度预测预报
的准确度尤为重要，常规的自动气象站只能观测某一特定范围内的能见度，局限
性较大，而激光雷达技术通过激光器发射脉冲式激光监测信号能准确地反映出大
气的透过率和传输信号的衰减情况，从而监测出大气能见度，使用了光电倍增管
的激光雷达检测灵敏度更高，对大气能见度的距离、探测角度和速度分辨率均大
幅提升，可以更为准确地探测大气能见度。
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