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二氧化碳是大气中重要的温室气体之一,其含量的时空分布对人们生活和气候的变化有重要影响。准确可靠地探测二氧化碳在大气中的分布,在气候、环境保护等方面有着重要意义。本论文开展了L625拉曼激光雷达探测二氧化碳气体实验研究,并对L625激光雷达与二氧化碳分析仪获得的数据进行了对比分析。
全文共分两篇:第一篇为综述。概述了大气中二氧化碳的性质和对二氧化碳测量的相关研究,并对拉曼激光雷达探测气体成份的原理进行了详细介绍。第二篇内容为个人的主要研究工作。首先,描述了探测二氧化碳气体的L625拉曼激光雷达系统,计算并讨论了原始拉曼回波信号的信噪比,分析了三角滤波平滑处理对原始拉曼回波信号不确定度的效果,同时考虑了大气消光对探测结果的影响,给出了不同气溶胶消光下的大气透过率修正项;其次,提出了自适应滤波方法对信号进行处理,通过降低空间分辨率,有效克服了拉曼回波信号统计误差比较大的缺点;然后开展了ARL-1拉曼激光雷达与L625拉曼激光雷达对比实验,实验表明了ARL-1拉曼激光雷达与L625拉曼激光雷达探测结果具有比较相似的特征。利用L625拉曼激光雷达系统对合肥地区对流层二氧化碳进行了长时间的实验测量和数据积累,分析了实验数据结果,初步总结了合肥地区二氧化碳体积混合比垂直方向上的分布特征。从结论可以看出垂直方向对流层二氧化碳在大气中所占的百分比是比较稳定的。最后对L625激光雷达探测的臭氧、水汽、气溶胶和MLS,DWL Lidar,PWL lidar, Radiosonde获得的数据进行了对比分析。