泰州地区激光雷达大气气溶胶观测

邓孟珂，田鹏飞，蔡娜佳，杨梦兮，李 由

(泰州市气象局，江苏 泰州，225300)

0 引言

虽然激光雷达的技术已经趋于成熟，使用也很广泛，但是针对不同区域，仍然需要进行必要的数据验证工作，以证明其在粒子光学特性探测方面的可靠性。利用环境监测的PM10、PM2.5等数据，可以对激光雷达返回的各项产品进行可靠性验证，包括消光系数、退偏振比、气溶胶光学厚度和边界层高度。

本文反演气溶胶垂直消光系数使用Fernald后向积分法。在对流层和平流层内，大气气溶胶粒子的组成和尺度谱分布比较稳定，不随高度变化，气溶胶粒子的光学特性仅来源于其疏密度随高度发生的改变。对532nm波长的激光进行反演时，气溶胶的消光后向散射比Sa设定为50，而532nm波长的气溶胶消光边界值σa(re)由气溶胶散射比为1.01来确定[1]。

1 大气消光系数

1.1 消光系数垂直廓线

以激光雷达在2018年的532nm波段观测数据为基础，利用Fernald后向积分法来反演气溶胶垂直消光系数。将反演所得消光系数按月做平均处理，得到每个月的消光系数高度廓线图。由于1月和2月部分数据缺失，激光雷达的完整观测数据从3月开始，画出了2018年3—12月的10张消光系数廓线图。消光系数廓线图的横坐标轴表示消光系数强度，纵坐标轴表示高度，从精度上考虑，将垂直高度定为5km以下。

以3月观测结果为例，2018年3月的近地面消光系数平均值为0.166km-1，消光系数从近地面开始迅速升高，在320m左右达到最大值，峰值0.79km-1，然后瞬时减小，1km以上的高度层消光系数变得很小，且变化较为平缓。……