大气三维风场的激光雷达探测和多尺度分析方法研究

大气运动包括多种尺度的运动形态，风场精细结构探测和多尺度特征分析有助于研究天气过程的时空特征、变化规律及其物理机制。目前风场探测手段时空分辨率较低，尤其是立体风场资料缺乏。多普勒激光雷达可以快速、准确测量大气风场，然而大多数只进行均匀风场的剖面测量。1. 为了探测时间、空间上微小尺度的风场结构，课题将研究多普勒激光雷达的实时降噪信号处理技术，以及应用小波分析提高径向风速反演精度。以较短的时间获得高信噪比的三维风场，同时反演风场的水平和垂直分量。2. 然后利用经验模式分解对风场中各种尺度的波动信息进行提取分析，并研究实时多尺度风场分类方法。3. 研究还将开展激光雷达和业务探测手段的联合观测，获得典型天气动力过程的大气精细结构风场。并研究这些过程和经验模式分解得到的各种尺度波动的时间、空间关系，形成典型天气过程的风场多尺度特征数据集。