武汉上空大气的铁荧光 激光雷达探测

本书系统的阐述了武汉大学铁荧光激光雷达的工作原理、技术方案和系统构成，并对整个系统的调节提出了一整套行之有效的方案；详细介绍了激光雷达方程的推导以及大气各种参数的反演方法；描述了瑞利和铁荧光散射截面的计算方法；给出了对原始回波数据进行修正的数据处理方法。在此基础上通过对探测所得数据的处理得到了武汉上空大气各种参数的结果。本书也系统的介绍了如何对接收系统中探测器件产生的非线性效应以及在光束指向调节过程中产生的重叠因子进行修正。分别描述了对低空数据通过求解瑞利散射机制的雷达方程进而反演低空大气温度和密度的方法、对高空数据通过求解铁共振荧光散射机制的雷达方程进而反演中层顶铁原子数密度的方法以及通过波尔兹曼分布反演中层顶大气温度的方法，并描述了反演过程中需要用到的瑞利和铁荧光散射截面的计算方法。武汉大学铁荧光激光雷达系统自研制成功后，即投入常规观测，获取了武汉上空大气尤其是铁层的大量观测数据，为进一步研究中间层顶和低热层的大气光化学和动力学特性以及建立我国自己的大气模式提供了丰富翔实的第一手数据。本书在最后给出了一些通过探测所获得的武汉上空大气各种参数，包括30~70公里的大气温度和密度剖面、中层顶背景铁层数密度的夜间变化、中层顶的大气温度剖面的实例，以及背景铁层各种参数的季节变化特征、中层顶铁层的各种偶发现象等大量很有价值的结果。