使用1064nm连贯多普勒激光雷达和10mJ脉冲激光,高精度的垂直风形状测定到12公里,使用10mJ脉冲激光
Optics express
|April 12, 2025
概括
一个新的连贯多普勒风雷达 (CDWL) 系统提供长距离的风探测,可在水平上探测到25公里,垂直探测到12公里. 这种先进的激光雷达技术为气象应用提供了连续的风场检索.
科学领域:
- 大气科学 大气科学
- 光学遥感器 远程传感器
- 激光技术 激光技术 激光技术
背景情况:
- 现有的连贯多普勒风雷达 (CDWL) 系统在垂直检测范围内面临限制.
- 准确的风场数据对于气象研究和风力剪切监测等应用至关重要.
研究的目的:
- 开发和展示一个高性能CDWL系统,用于扩展远程垂直和水平风场检测.
- 为了克服当前Lidar系统的垂直检测局限性.
主要方法:
- 使用自主开发的单频脉冲Nd:YAG激光器 (1064nm,10mJ脉冲能量).
- 采用180毫米直径的望远镜来增强信号收集.
- 实施了多普勒波束振荡 (DBS) 扫描技术,用于连续检索风场.
主要成果:
- 实现了25公里的水平视线 (LOS) 检测范围.
- 在1分钟的集成时间内启用垂直风速分析,可达到12公里.
- 与ERA5再分析数据显示出很高的一致性 (r2=0.8709对于U,r2=0.9623对于V的风能组件).
结论:
- 开发的CDWL系统提供了强大的远程风力检测能力.
- 这种Lidar技术的进步,结合高能激光和优化放大,为大气动力学研究提供了宝贵的工具.
- 该系统可在10公里高度内连续检索风场,解决了以前的垂直检测挑战.


