基于拉曼激光雷達的大氣溫度和水汽反演分析

譚 敏，王邦新*，莊 鵬，張站業，李 路，儲玉飛，謝晨波, 王英儉

1. 中國科學院安徽光學精密機械研究所中國科學院大氣光學重點實驗室, 安徽 合肥 230031 2. 先進激光技術安徽省實驗室，安徽 合肥 230037 3. 中國科學技術大學研究生院科學島分院, 安徽 合肥 230026

引 言

溫度、水汽和氣溶膠是三個重要的大氣氣象參數。對這些參數的持續觀察對于提高我們對天氣和氣候變化的理解至關重要，特別是對地球大氣的輻射和熱平衡以及大氣化學的研究。同時準確觀測這些氣象參數的日變化對于了解和預測天氣變化的環境評估具有指導作用[1]。云的形成和水文循環是理解水蒸汽濃度和運動的必要條件。氣溶膠粒子通過吸收和散射輻射可以對地球大氣輻射系統的平衡產生重大影響[2-3]。人類活動會產生許多顆粒和二次氣溶膠，導致能見度明顯降低和霧霾加重。最重要的是，懸浮在空氣中的小顆粒(PM2.5)將導致空氣污染問題并影響人體健康[4]。

北京市政府出臺了一系列臨時性政策，比如根據車牌號牌限制出行，限制粉塵排放和禁止焚燒等產生污染物的行為。2014年亞太經濟合作組織峰會(Asia-Pacific Economic Cooperation, APEC)，北京及其周邊地區包括河北、天津、山東和內蒙古采取了這些措施來保證空氣質量。測量實驗于2014年11月至2015年1月在北京市懷柔區雁棲湖(40.41°N，116.68°E)中國科學院大學(UCAS)大氣觀測現場進行。觀測試驗可以幫助我們理解空氣污染的演變，并評估空氣污染控制措施的影響[5-6]。

激光雷達已經廣泛應用于大氣氣溶膠、大氣溫度和水汽的空間分布及時間演變特征測量[1, 7-8]。……