[发明专利]利用激光雷达比和退偏比反演气溶胶组分的方法

权利要求书

1.一种利用激光雷达比和退偏比反演气溶胶组分的方法，其特征在于，包括：

S1，根据退偏比区分出沙尘、球形气溶胶以及沙尘与球形气溶胶的混合物；

S2，计算所述沙尘与球形气溶胶的混合物中的沙尘的混合比；

S3，根据激光雷达比区分出球形气溶胶中的烟灰与水溶性气溶胶；

其中步骤S3包括：

S31，建立消光系数σ关于水溶性气溶胶消光系数σ_ws、烟灰消光系数σ_st的查找表1，针对消光系数＞1的情况建立额外查找表2；

S32，将消光系数查找表与激光雷达比相结合建立后向散射系数β查找表：

S33，若0σ_sphere≤1，遍历查找表1，若1σ_sphere≤3，遍历查找表2，其中σ_sphere为球形气溶胶消光系数，β_sphere为后向散射系数；寻找查找表与观测值的相对误差符合标准的消光系数组合：

S34，若查找表与观测值不匹配，选择观测与理论偏差最小的解为最优解，即满足如下条件的解：

2.根据权利要求1所述的利用激光雷达比和退偏比反演气溶胶组分的方法，其特征在于，步骤S1包括：计算气溶胶退偏比ADR，当ADR大于0.31时，则认为该气溶胶组分为沙尘；当0.05＜ADR＜0.31时，则认为该气溶胶组分为沙尘与球形气溶胶的混合物；当ADR小于0.05时，则认为该气溶胶组分为球形气溶胶。

3.根据权利要求2所述的利用激光雷达比和退偏比反演气溶胶组分的方法，其特征在于，所述计算气溶胶退偏比包括：采用NIES米散射激光雷达系统，将激光雷达信号通过532nm信号处的45°偏振方向的偏振片，分离出水平信号和垂直信号。

4.根据权利要求1所述的利用激光雷达比和退偏比反演气溶胶组分的方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21，将沙尘和球形气溶胶的退偏比分别设为δ₁和δ₂，并且这两种组分的退偏比定义为δ_i＝P_i⊥/P_i||，其中P_i⊥、P_i||分别为气溶胶后向散射信号的垂直和水平偏振分量；

S22，定义δ_i′＝P_i⊥/(P_i⊥+P_i||)，则δ_i′＝δ_i/(δ_i+1)；

S23，假设x为沙尘在气溶胶混合物中的光学混合比，则后向散射信号的偏振分量表示为：

P_⊥＝[xδ₁′+(1-x)δ₂′]P

P_||＝[x(1-δ₁′)+(1-x)(1-δ₂′)]P

其中P＝P_⊥+P_||，因此气溶胶退偏比δ表示为：

由此可得沙尘的光学混合比x：

5.根据权利要求4所述的利用激光雷达比和退偏比反演气溶胶组分的方法，其特征在于，所述气溶胶退偏比δ采用以下步骤获得：

假设β₁为气溶胶粒子的后向散射系数，β₂为大气分子的后向散射系数，则

将R代入其中得：

其中，δ_v为信号退偏比；δ_m为分子退偏比。