[发明专利]地基多波长差分吸收激光雷达的δ13

权利要求书

1.一种地基多波长差分吸收激光雷达的δ¹³C探测反演方法，包括以下步骤：

步骤1，根据H₂O、¹²CO₂和¹³CO₂对不同激光波长的吸收率，选取工作波长，设置n种on波长和1种off波长；其中n为预设取值；

步骤2，根据设置的n种on波长和1种off波长，由多波长差分吸收激光雷达发射n+1种波长的激光脉冲，并接收反射后的信号，获得发射脉冲的波长、发射距离、发射信号的功率P₀(λ)和接受信号的功率P(λ,R)；

步骤3，利用n种on波长的发射信号，计算H₂O、¹²CO₂和¹³CO₂的差分吸收光学厚度DAOD；

步骤4，提取待测气体在测试气温、测试气压、发射信号波长条件下的吸收截面积；

步骤5，利用H₂O、¹²CO₂和¹³CO₂的DAOD及对应的吸收截面积，建立最优反演模型，分别得到¹²CO₂、¹³CO₂和H₂O的浓度C_12CO2、C_13CO2、C_H2O；

步骤6，根据测量所得C_12CO2、C_13CO2浓度及VPDB同位素比值，计算得到天然稳定同位素δ¹³C，确定天然物质类型，实现利用多波长差分吸收激光雷达测量δ¹³C。

2.根据权利要求1所述的地基多波长差分吸收激光雷达的δ¹³C探测反演方法，其特征在于：设置n的取值为13。

3.根据权利要求1所述的地基多波长差分吸收激光雷达的δ¹³C探测反演方法，其特征在于：选取工作波长时，三种不同气体¹³CO₂和H₂O、¹²CO₂的吸收强度和总的吸收强度在一个数量级；选取波长所对应的¹³CO₂的吸收截面积应大于H₂O和¹²CO₂，以保证¹³CO₂和H₂O、¹²CO₂有相当的吸收强度；同时，选取的波长范围必须在激光雷达的工作范围内。

4.根据权利要求1所述的地基多波长差分吸收激光雷达的δ¹³C探测反演方法，其特征在于：设R是测量时的检测距离，N_air是空气中的分子密度，位于待测气体分子吸收峰处的激光波长on波长记为λ_on，和位于待测气体分子吸收谷的激光波长off波长记为λ_off，待测气体的差分吸收光学厚度DAOD计算如下，

其中，P(λ,R)表示距离为R发射信号为波长λ脉冲时接收信号的功率，P₀(λ)是多波长差分吸收激光雷达发射信号的功率，λ＝λ_on或λ_off。