デュアルポラライゼーションコヘレントドップラーリダは,同時に風とエアロゾールの測定を行うために,全ファイバーオン/オフ軸の切り替え可能な設計を備えています

科学分野:

• 大気科学 大気科学
• オプティカル・リモート・センシング
• リダール・テクノロジー (Lidar Technology) とは,リダール・テクノロジー (Lidar Technology) とは,リダール・テクノロジー (Lidar Technology) とは,リダール・テクノロジー (Lidar Technology) とは,

背景:

• 従来のコヒーレントドップラー・ライダー (CDL) システムは,直角的なバックスキャッター信号を無視しているため,測定範囲とエアロゾールの観測精度に制限があります.
• 大気中の風力場とエアロゾールの光学特性の正確なプロファイリングは,環境モニタリングと予測に不可欠です.
• 現存するライダー技術は,風と去極化比率の両方の高精度測定を同時に提供するのにしばしば苦労します.

研究 の 目的:

• オールファイバー,オン/オフ・アックスで切り替え可能な二重極化コヒーレント・ドップラー・ライダー (DPCDL) システムを提示・評価する.
• 大気風場のプロファイリングと1550 nmでの脱極化比の同時プロファイリングのためのDPCDLの能力を実証する.
• DPCDLの性能を確立されたCDLとマイクロパルスポラライゼーションライダー (MPL) システムと比較して検証する.

主な方法:

• 一貫したドップラーとマイクロパルス極化検出技術を統合した全繊維DPCDLを開発しました.
• デュアル・コーエンテント・チャネルによるデュアル・ポラライゼーション・バックスキャッター信号の同期検出のために,オン/オフ・アックス・スイッチング・モードを使用しています.
• 風速の検証のための商用CDLと,脱極化比率の比較のためのMPLと並べて比較観測を行った.

主要な成果:

• 商用CDLと比較して,風速測定において高い相関性 (R2=0.982) と低い偏差 (<0.077 m/s) を達成した.
• 正確な脱極化比測定が実証され,晴れや雨の条件下で532nmのMPLで一貫した傾向を示しています.
• 1550 nmでの粗粒子の塵エアロゾールに対する感度が向上し,塵嵐中の532 nmよりもかなり高い脱極化比を示した.

結論:

• DPCDLシステムは,信号利用と風速検出の性能を効果的に向上させます.
• このシステムは,高精度で,エアロゾールのデポラライゼーション比率をリアルタイムで回収し,エアロゾールの特徴を改善します.
• 同時に風とエアロゾルをプロファイリングする機能は,汚染物質を特定し,汚染源を追跡し,分散を予測するために重要です.