基于多普勒激光雷达的边界层内湍流参数估算

• 作者: 靳翔 宋小全 刘佳鑫 云龙 邵士勇
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 大气光学 大气湍流 激光雷达 折射率结构常数 湍流动能耗散率
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 遥感与传感器|Remote Sensing and Sensor
• 页码范围: 164-173
• 页数: 10页
• 分类号: P413.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.1110001

摘要

2019年10月,使用相干多普勒测风激光雷达在深圳杨梅坑地区进行风廓线等观测.结合标准大气模型、温度日变化模型和地面气象站数据,估算了晴朗天气下边界层内大气折射率结构常数C2n和湍流动能耗散率ε.根据时间-高度垂直剖面,分析了时空变化特征,研究了各参数变化对C2n的具体影响.折射率结构常数C2n与垂直速度方差σ2n有较强的相关性,相关系数一般在0.7以上.在白天湍流充分混合发展的情况下,湍流动能耗散率ε与C2n相关系数一般达到0.5以上,C2n、σ2a及ε的相关性体现了湍流在水平和垂直两个方向变化的一致性.这表明在缺乏温度压强数据情况下,基于温度压强模型估算C2n是可行的.基于误差分析,温度梯度对C2n的贡献率达28.84％、温度对C2n的贡献率达30.12％,这要求在计算过程中尽量获取准确的温度廓线.结果对研究深圳地区地-气系统能量、物质交换和天气变化等具有借鉴意义.