预过分析用于检索微物理粒子参数:一种质量保证方法,应用于用HSRL/Raman lidar采集的3个反射散射 (β) +2个灭绝 (α) 光学数据

科学领域:

• 大气光学是大气光学.
• 遥感 遥感 遥感 遥感
• 气溶科学是一门气溶科学.

背景情况:

• 激光雷达测量提供了关键的光学数据 (反射和灭绝系数) 用于表征大气气溶.
• 气溶的光学特性基本上与微物理参数有关,例如粒子大小分布和复杂折射率 (CRI).

研究的目的:

• 为了分析3波长反射 (3β) 和2波长灭绝 (2α) 激光雷达数据的解决方案空间.
• 根据密集参数 (IP) 和微物理性质之间的相互依赖,为数据质量保证工具制定定性和定量标准.
• 为了证明该方法适用于球形和不规则形状的粒子,以及尺寸/波长依赖的CRI.

主要方法:

• 分析了来自激光雷达测量 (3β+2α) 的推断光学数据.
• 考虑单模 (精细或粗模式) 和双模 (精细+粗模式) 的粒子大小分布.
• 为各种微物理参数生成合成3β+2α光学数据和相应的IP (利达比,安格斯特罗姆指数).
• 根据定量标准,为解决方案空间的平滑性,接近性,收性和稳定性推导条件.

主要成果:

• 合成IP和微物理特性之间建立了相互依赖关系.
• 制定了评估3β+2α光学数据质量的标准.
• 证明了该方法对各种粒子形状和复杂的折射率变化的稳定性.
• 将该方法应用于来自ORACLES活动的现实世界测量案例 (HSRL-2数据,2016年9月24日).

结论:

• 开发了一种用于激光雷达数据质量保证的新方法,适用于各种气溶类型和光学复杂性.
• 由此产生的标准提高了从激光雷达测量中检索气溶微物理性质的可靠性.
• 该研究为改善大气研究中多波长激光雷达数据的解释提供了一个框架.