基于微脉冲差分吸收激光雷达的全球范围分辨热力学轮廓估计
信号处理
2024-02-29 v1 光学
摘要
我们展示了如何使用微脉冲差分吸收激光雷达(DIAL)获取的热力学数据进行轮廓估计，使得反演过程完全自包含。唯一的外部输入来自安装在仪器上的气象站获取的表面气象变量。该估计器提供温度、绝对湿度和后向散射比等产品，确保激光数据产品与原始观测之间的交叉依赖性得到考虑，最终产品具有自洽性。本文描述的方法应用于一种组合氧气DIAL、钾HSRL和水蒸气DIAL系统，工作在两个波长对（约在770和828 nm）上。我们通过泊松总变异技术进行正则化最大似然估计，以抑制噪声并提高观测范围。与119个气象球比验表明，本新方法产生改进的温度反演，使总误差小于2 K（低于3 km高度），并将温度反演的最大高度延伸至5 km，误差小于3 K。本工作结果充分证明了通过氧气DIAL技术测量温度的潜力，进一步表明这可以借助低功率半导体激光雷达传感器实现。
引用
@article{arxiv.2402.17895,
title = {Global Estimation of Range Resolved Thermodynamic Profiles from MicroPulse Differential Absorption Lidar},
author = {Matthew Hayman and Robert A. Stillwell and Adam Karboski and Willem J. Marais and Scott M. Spuler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.17895},
year = {2024}
}