直接探测多普勒激光雷达中云对风场测量的影响及其校正方法研究

The project will begin from research the physical machanism of wind error results from cloud based on direct detection Doppler lidar. Through simulating the relationship between the feature physical parameters of cloud and measurement sensitivity,wind error, the wind vector calibration method is to be obtained. we will validate the wind vector calibration method by joint synchronous experiment with mobile Doppler lidar and L band radar（radiosonde）, we also will obtain the cloud feature parameters and criterion of the need for corrected or not.At last we will evaluate the method's capability and applicability.

项目将从云对多普勒激光雷达直接探测造成的风场误差物理机制入手，通过数值模拟云对直接探测激光雷达的影响，分析云的物理特征参量与灵敏度，风场误差的关系，得出云区、近云区风场的校正方法。利用改造的车载多普勒激光雷达和L波段等气象设备联合同步测量，完成云区风场误差校正方法的检验，同时获取云区特征参数以及是否需要校正的判据。最后根据大量实验数据评价该校正方法的能力与适用性，以期解决云在对风场探测中的影响——这个科学和技术问题。最后期望该方法在地基或者星载多普勒激光雷达测量中得到应用。

项目主要研究了基于直接探测多普勒激光雷达的云区风场的误差校正方法。从云的散射特征，散射谱线等基本理论出发，以云区后向散射比为桥梁，提出云区风场校正的方法，得到径向风速相对误差分布范围＜10%。同时从温度气压误差±1℃&5hpa角度讨论了在对流层顶高度的风速测量相对误差2.9‰。改造了原激光测风雷达，通过典型的数据给出了校正前后的测量结果对比。经过分析初步给出了本校正方法所适用在均匀的云区。本研究结论对于拓展激光测风雷达的测量范围与应用做了有益的探索。