纯转动拉曼谱反演大气温度和气溶胶后向散射系数的新方法

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1、万方数据第55卷第1l期地球物理学报v01．55，No．112012年11月CHINESEJOURNALOFGEClPHYSICSNov．，2012钟山，易帆，张绍东．纯转动拉曼谱反演大气温度和气溶胶后向散射系数的新方法．地球物理学报，2012，55(11)：3527—3533，doi：10．6038／j．issn．0001—5733．2012．11．002．ZhongS，YiF，ZhangSD．Anewmethodforinversionofatmospherictemperatureandaerosolbackscattercoeff

2、icientusingpurerotationalRamanspectrum．ChineseJ．Geophys．(inChinese)，2012，55(11)：3527—3533，doi：10．6038／j．issn．00015733．20]2．11．002．纯转动拉曼谱反演大气温度和气溶胶后向散射系数的新方法钟山1’2’3”，易帆1’3”，张绍东1’3’41武汉大学电子信息学院，武汉4300792华中光电技术研究所武汉光电国家实验室，武汉4300733武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室，武汉4300794武汉大气遥感国家野外

3、科学观测研究站，武汉430079摘要利用大气分子的纯转动信号反演大气温度，被证明是一种精度很高的方法，目前已得到广泛的应用并在世界各地建立起多台纯转动拉曼激光雷达．全部的纯转动拉曼谱线之和是不依赖于温度的，利用这个特性，可以不需要任何的假设，反演大气气溶胶的消光．本文介绍了一种新的探测大气气溶胶的方法，首次提出通过提取纯转动单支谱(，一4和14)，加上Rayleigh&Mie通道的激光雷达方程，不需要附加任何假设，导出了气溶胶后向散射系数的数学表达式．关键词纯转动拉曼谱，大气温度，气溶胶，F-P标准具doi：10．6038／j．issn．

4、0001—5733．2012．11．002中图分类号P412收稿日期2011—12—29，2012—11—05收修定稿AnewmethodforinversionofatmospherictemperatureandaerosolbackscattercoefficientusingpurerotationalRamanspectrumZHONGShanl，2，3一．YIFanl'3”．ZHANGShao—Don91’3’41SchoolofElectronicInformation，WuhanUniversity，Wuhan430079

5、，China2HuazhongInstituteofElectro—OpticsW“^ⅫNationalLaboratoryforOptoelectronics，Wuhan430073，China3KeyLaboratoryofGeospaceEnvironmentandGeodesy，MinistryofEducation，Wuhan430079，China4StateObservatoryforAtmosphericRemoteSensing，Wuhan430079，ChinaAbstractIthasbeenprovedtobeah

6、ighprecisionmethodtousepurerotationalRamansignalO{atmosphericmoleculestoinverseatmospherictemperatureandmanystationsofpurerotationalRamanlidarhavebeenestablishedaroundtheworld。TheadditionofallpurerotationRamanspectraisindependentofthetemperature．Usingthisfeaturewecaninver

7、taerosolextinctionwithoutanvassumptions．Thispaperpresentsanewmethodofaerosoldetection，extractionofDurerotati。nalspectrumofasinglebranch(J一4and14)，coupledwithRayleigh&Miechannellidareauation，withoutanyrequirementoftheadditionalassumptions．Wederivethemathematicalexpressiono

8、ftheaeros01backscattercoefficient．基金项目国家自然科学基金重点项目(40731055)资助．作者简介钟山，男，1982年生，2005年于武汉大学电子信息学院获