[发明专利]一种大气风场、温度场及臭氧浓度的多普勒差分探测方法

摘要

本发明提出一种大气风场、温度场及臭氧浓度的多普勒差分探测方法，利用氧分子a¹Δ_g→X³Σ_g跃迁的^RQ(9)、^SR(3)、^RR(9)强线组合或^PQ(19)、^OQ(11)、^PP(19)弱线组合为多普勒差分干涉仪的观测目标源，得到包含三种不同空间频率和强度的复合叠加干涉图，每条谱线的中心波长和谱线强度与组成复合叠加干涉图的一种单频干涉图的空间频率和强度一一对应；对复合叠加干涉图进行傅里叶变换得到三条目标谱线的复数复原光谱；基于三条目标谱线的复数复原光谱，分别计算得到风场、温度场和臭氧浓度。该方法降低了仪器滤光系统的研制难度又能够提高系统的稳定性，探测效率高，其中温度场探测不需要绝对辐射定标。

主权项

1.一种大气风场、温度场及臭氧浓度的多普勒差分探测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：以氧气分子a¹Δ_g→X³Σ_g跃迁的^RQ(9)、^SR(3)、^RR(9)强线组合或^PQ(19)、^OP(11)、^PP(19)弱线组合为多普勒差分干涉仪的观测目标源；多普勒差分干涉仪同时观测三条目标谱线，得到包含三种不同空间频率和强度的复合叠加干涉图，每条谱线的中心波长和谱线强度与组成复合叠加干涉图的一种单频干涉图的空间频率和强度一一对应；/n步骤二：对复合叠加干涉图进行傅里叶变换得到三条目标谱线的复数复原光谱；/n步骤三：基于三条目标谱线的复数复原光谱，分别计算得到风场、温度场和臭氧浓度；其中：/n风场计算，是先将三条复原谱线分离出来，得到每条目标谱线在正频率空间的复数复原光谱，再对复数复原谱进行傅里叶变换即得到单一目标谱线的单频复数干涉图，利用单频复数干涉图的虚部与实部比值的反正切计算出基础光程差采样点的相位值，进而计算出视线方向的大气风速；/n温度场计算，是先计算复数复原光谱的模得到三条目标谱线复原光谱的相对强度，根据其中任意两条谱线相对强度变化即得到大气温度信息；/n臭氧浓度计算，是先计算复数复原光谱的模得到三条目标谱线复原光谱的相对强度，再利用绝对辐射定标数据对复原光谱进行校正，得到大气成分目标谱线辐亮度，即得到臭氧浓度。/n