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大气气溶胶在大气演变过程中扮演着重要的角色,是大气的重要组成部分。它对大气的辐射平衡、物理化学过程及人类的生活环境都有着重要的影响。因此,研究大气气溶胶的微物理特性及其空间分布的变化,对研究大气污染形成及预防都有重要的意义。 论文主要围绕人气气溶胶微物理参数的探测与数据反演技术展开研究,包括了气溶胶体积谱分布、有效半径等较为重要的物理参数。依据米散射探测气溶胶的理论,构建了覆盖紫外波段到近红外波段(355nm,532nm,1064nm)的多波长米散射激光雷达系统,并利用Klett算法实现对气溶胶垂直高度上光学参数的探测与反演。利用数值逼近算法结合多波长激光雷达探测参数完成了气溶胶体积谱的获取,得到了有效半径等气溶胶微物理参数。 设计了由分色片和干涉滤光片组成的高效率分光系统,可以实现对三个激光雷达回波信号的精确分离与提取;设计了高增益、低噪声的光电探测电路实现了对微弱光信号的探测。通过实验观测获得不同天气下的气溶胶参数垂直廓线,并用线性捅值的方法对激光雷达数据进行了肓区初步修正。 利用搭建的激光雷达系统对三种不同天气的气溶胶进行了探测,计算了不同天气条件下的体积谱特征,实验结果与当时大气状态吻合。研究结果表明,该多波长激光雷达系统可以用于探测不同天气下气溶胶分布情况,反演算法可以实现微物理参数的反演和不同类型气溶胶的辨识。