Luận án Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng Vật lý của son khí trong tầng khí quyển

Kết quả về sự thay đổi độ cao đỉnh của lớp son khí có liên quan trực tiếp với quá trình hấp thụ bức xạ mặt trời trong ngày, đã được trình bày trong bài báo [19] của nhóm tác giả, như hình 3.5. Trong kết quả công bố ở bài báo [19] của nhóm nghiên cứu chúng tôi đi tới một số kết luận về độ cao của lớp son khí trung bình trong ngày, sự tăng lên của độ cao đỉnh lớp son khí vào thời gian nửa đầu ban ngày và giảm vào thời gian nửa chiều, tối và đêm. Quá trình đó được lý giải bởi quá trình hấp thụ và bức xạ năng lượng của mặt trời. Kết quả về độ cao của lớp son khí xác định ~1,2 km là khá phù hợp với những kết quả nghiên cứu khác ở những vị trí địa lý có nhiều điểm tương đồng so với Hà Nội như các công bố [25, 29, 54]

pdf190 trang | Chia sẻ: tueminh09 | Ngày: 21/01/2022 | Lượt xem: 420 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng Vật lý của son khí trong tầng khí quyển, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
g ứng đường màu đỏ, đường màu xanh lá cây tương ứng của son khí [19, 20]. Độ cao (km) T iế t d iệ n t á n x ạ n g ƣ ợ c 144 4.4. Đặc trƣng khử phân cực Chúng ta thấy tín hiệu kênh đo theo phương phân cực vuông góc có cường độ tín hiệu nhỏ hơn so với tín hiệu của kênh có phương phân cực song song tại miền không có son khí, tại đây các phân tử khí là dạng cầu và không có hiệu ứng khử phân cực. Vùng tín hiệu tại lớp mây Ti có hiệu ứng khử phân cực, tín hiệu tại kênh phân cực theo phương vuông góc tăng lên đáng kể. Tại lớp mây Ti sự khử phân cực là rất rõ ràng chúng ta thấy tín hiệu ứng với phương phân cực vuông góc, như trong Hình 4.18, có cường độ lớn tương đương với tín hiệu tại kênh theo phương phân cực song song. Điều này là hoàn toàn hợp lý bởi cấu tạo của lớp mây Ti chủ yếu là từ các tinh thể băng, có hình dạng bất đối xứng, do đó tính khử phân cực lúc này có thể đạt xấp xỉ 80%. Đối với vùng tín hiệu không có đóng góp của mây ta thấy sự phù hợp của tín hiệu phép đo và tín hiệu radioson, điều đó đánh giá mức độ tin cậy của phép đo tín hiệu tán xạ đàn hồi thực hiện trên hệ lidar khử phân cực là rất tốt [116]. Đối với mây Ti ở khoảng cách ~15 km thì nhiệt độ của lớp mây là ~- 65 o C, do thành phần chính của đám mây là các tinh thể băng với kích thước và hình dạng khác nhau (~1 mm), chúng rất bất đối xứng [122]. Chính vì lý do đó 10 20 30 40 50 60 5 10 15 20 25 Particle depolarization 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -10 -5 0 5 10 Height (Km) lo g (I * Z * Z ) Parallel Signal Perpendicular Signal Radiosol Signal Kênh phân cực song song Kênh phân cực vuông góc Tín hiệu radiosonde L o g ( I. z2 ) Độ cao (k ) Hình 4.18: Tín hiệu hai kênh phân cực khi được lấy log(I.z2) vẽ theo khoảng cách. 145 mà tính khử phân cực của mây Ti là một đặc trưng cơ bản và quan trọng trong các nghiên cứu về mây. Trong Hình 4.19, với phép đo vào ngày 21/11/2011 của mây Ti với mật độ tinh thể băng khá cao, tính phân cực rất lớn lên tới 62%, đám mây có độ dày lên tới ~5 km. Mật độ tinh thể băng, nhiệt độ đám mây, độ cao tồn tại của mây, kích thước tinh thể băng và khả năng khử phân cực của chúng có liên hệ với nhau. Thông tin về tính khử phân cực của mây Ti cho phép chúng ta có thêm cơ sở dữ liệu kết luận về đặc trưng của mây Ti nhìn thấy trên bầu trời Hà Nội [130]. Xu thế tăng tỉ số khử phân cực của lớp mây Ti theo độ cao là một kết quả phù hợp với nhiều nghiên cứu khác. Điều này là hợp lý bởi ở độ cao của mây càng lớn thì thường nhiệt độ của lớp mây có xu hướng giảm trong mọi thời điểm của bầu khí quyển và như vậy thành phần chủ yếu là các tinh thể băng với kích thước lớn sẽ càng chiếm ưu thế và đó là nguyên nhân của sự bất đối xứng do các hạt gây ra tăng lên cũng như tính khử phân cực gây ra cho tín hiệu tán xạ ngược là mạnh mẽ hơn. Ngược lại sự giảm tỉ số khử phân cực của mây khi nhiệt độ tăng là một kết luận phù hợp với các nghiên cứu đã công bố khác [36, 119] Quy luật giảm tỉ số khử phân cực khi nhiệt độ tăng được thể hiện trong hình 4.20. 16 16.5 17 17.5 18 18.5 0 20 40 60 80 100 Height of cirrus (km) D e p o li z a ti o n r a ti o De Ratio of cirrus Fitted line Độ cao mây Ti (km) T ỉ số k h ử p h â n c ự c (% ) Hình 4.19: Tỉ số khử phân cực của mây Ti thay đổi theo độ cao của lớp mây. Tỉ số khử phân cực Xu thế thay đổi 146 4.5. Kết luận chƣơng IV Trong chương IV, chúng tôi khảo sát các đặc trưng vật lý cơ bản của lớp mây Ti tầng cao bằng kỹ thuật lidar phân cực, ứng dụng quan trắc tại Hà Nội. Trong đó chúng tôi đưa ra một số những kết luận bước đầu về đối tượng nghiên cứu từ ngân hàng dữ liệu của hệ lidar phân cực quan trắc trong năm 2011. Các đặc trưng cơ bản chúng tôi tập trung khai thác là: 1. Đặc trưng vĩ mô của mây Ti a. Đặc trưng phân bố độ cao của mây Ti tại Hà Nội trong năm 2011 thay đổi từ độ cao 12,5 km tới 14,3 km. b. Đặc trưng độ dày của lớp mây Ti tầng cao trên bầu trời Hà Nội với độ dầy trung bình ~ 1,7 km. c. Sự tương quan về độ cao của đỉnh lớp mây Ti và lớp phân tầng đối lưu hạn của khí quyển Hà Nội thay đổi theo mùa trong năm 2011 trung bình ~3 km. Từ sự tương quan đó cho chúng ta một công cụ xác định vị trí tầng đối lưu hạn thông qua việc quan trắc đỉnh lớp mây Ti tầng cao bằng kỹ thuật lidar đàn hồi. -80 -75 -70 -65 -60 -55 -50 -45 0 20 40 60 80 100 Temperature (C) D e p o li z a ti o n r a ti o De Ratio of cirrus Fitted line Hình 4.20: Tỉ số khử phân cực của mây Ti thay đổi theo nhiệt độ của lớp mây theo số liệu quan trắc của hệ lidar phân cực kết hợp dữ liệu radiosonde của trung tâm viễn thám quốc gia năm 2011. Nhiệt độ (oC) T ỉ số k h ử p h â n c ự c (% ) Tỉ số khử phân cực Xu thế thay đổi theo nhiệt độ 147 d. Mối liên hệ về độ cao, nhiệt độ của lớp mây biến đổi theo mùa trong năm 2011. Các đặc trưng này là cơ sở dữ liệu quan trọng của khí tượng học trong các mô hình về khí quyển ở từng khu vực trên trái đất. 2. Đặc trưng vi mô của mây Ti tầng cao: a. Đặc trưng độ sâu quang học, hệ số truyền qua, hệ số suy hao, hệ số tán xạ ngược của lớp mây Ti tầng cao. Từ các tham số vi mô cho phép đánh giá đóng góp của lớp mây Ti vào quá trình tuần hoàn nước, vào hiệu ứng nhà kính và vai trò bảo vệ trái đất trước năng lượng bức xạ của mặt trời. Kết quả nghiên cứu cho chúng ta thấy đóng góp về tần suất phân bố của mây Ti trên bầu trời Hà Nội ~ 56%, đóng góp lưu trữ năng lượng bức xạ tại bước sóng 532 nm ~21,4% xét trên tổng miền không gian lớp đối lưu của khí quyển trái đất. b. Đặc trưng tỉ số khử phân cực của lớp mây Ti tầng cao tại Hà Nội nhận giá trị trung bình ~45% với những trường hợp đặc biệt có thể lên trên 80%. c. Trong nghiên cứu chúng tôi cũng có những kết luận về quy luật tăng tỉ số khử phân cực khi tăng độ cao hoặc giảm nhiệt độ của lớp mây Ti. Các kết luận về tỉ số khử phân cực của lớp mây Ti tầng cao tại Hà Nội khá phù hợp với các kết luận của các nhóm nghiên cứu khác đối với các miền quan trắc ở những vị trí có vĩ tuyến tương đương trên thế giới. Những kết quả trong chương 4 đã được công bố trong các bài báo [19] và [37] của nhóm tác giả. Những kết quả của chương IV đã khẳng định chất lượng và khả năng quan trắc tầng cao trên 20 km của hệ lidar phân cực lần đầu tiên được xây dựng tại Việt Nam. Trong thời gian tiếp theo chúng tôi tiếp tục tối ưu hệ đo, nâng cao khả năng quan trắc xa và xác định các tham số vật lý đặc trưng phức tạp hơn của lớp mây Ti như: phân bố hình dạng tinh thể băng, phân bố kích thước hạt theo độ cao, theo nhiệt độ và theo mùa trong năm 148 KẾT LUẬN Với mục đích nghiên cứu đặc trưng vật lý của lớp son khí trong khí quyển bằng kỹ thuật lidar. Trong luận án chúng tôi đã thu được một số kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cụ thể như sau: 1. Tìm hiểu lý thuyết tương tác giữa photon ánh sáng với các phân tử khí, với các hạt son khí có kích thước khác nhau trong khí quyển. Xây dựng chương trình tính toán số bằng ngôn ngữ Matlab, xác định các đặc trưng vật lý: phân bố không gian theo thời gian, độ sâu quang học, hệ số suy hao, hệ số tán xạ ngược, tỉ số lidar, hệ số khử phân cực của lớp son khí bề mặt và lớp mây Ti tầng cao. Đánh giá chất lượng tín hiệu thu nhận và sai số của các thông số quang học được xác định. 2. Tối ưu hệ lidar Raman phân cực hoạt động đa kênh đồng thời ở chế độ đếm photon đầu tiên ở Việt Nam đưa vào quan trắc tầng khí quyển tới độ cao trên 20 km, sử dụng chương trình kết nối máy tính viết bằng ngôn ngữ Labview qua cổng USB cho phép tự động ghi nhận tín hiệu tán xạ ngược. 3. Nghiên cứu sự phân bố của lớp son khí tầng thấp tại Hà Nội cho thấy sự phân bố chủ yếu tập trung dưới độ cao 5 km. Xác định độ cao đỉnh lớp son khí bề mặt tại Hà Nội, sự biến đổi trong ngày và độ cao trung bình. Kết quả nghiên cứu này được trình bày trong các bài báo đã công bố của nhóm nghiên cứu [16, 20, 21, 37, 97]. 4. Nghiên cứu sự phân bố theo độ cao, các đặc trưng độ sâu quang học, hệ số tán xạ ngược, tỉ số phân cực và mối liên hệ độ cao lớp mây Ti tầng trên so với lớp đối lưu hạn [3] (tropopause) của khí quyển tại Hà Nội. Kết quả nghiên cứu này được công bố trong bài báo 19 của nhóm tác giả. 5. Xây dựng, phát triển thành công một hệ lidar nhỏ sử dụng laser diode công suất cao phát bức xạ 905 nm và đầu thu APD hoạt động ở chế độ Geiger được làm lạnh sâu nhằm mục đích quan trắc lớp son khí tầng thấp dưới 10 km. Với nhiều ưu điểm và đặc biệt phù hợp với điều kiện 149 nghiên cứu và đào tạo kỹ thuật khảo sát từ xa tại Việt Nam. Mở ra một hướng phát triển thiết bị khoa học có nhiều ứng dụng thực tiễn. Với những kết quả đã đạt được của nhóm nghiên cứu trong thời gian tác giả làm nghiên cứu sinh thực hiện trên hệ lidar, khẳng định một lĩnh vực đầu tư và phát triển mới triển vọng về kỹ thuật quan trắc khí quyển từ xa đầu tiên tại Việt Nam. Với cơ sở thiết bị hiện có chúng ta có khả năng nghiên cứu sâu hơn các tính chất vật lý đối với các đối tượng trong khí quyển trái đất ở độ cao lớn hơn, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau như: quan trắc môi trường, khí tượng có nhiều ý nghĩa đối với nghiên cứu, đào tạo và ứng dụng. 150 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. D.V. Trung, N.T. Binh, N.V. Thuong, V.T.T. Thuy, B.V. Hai, V.T. Bich, N.D. Hung (2008), a lidar system for studying aerosol in the atmosphere, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, Hanjo Lim, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, V.A. Orlovich, Advance Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications V, Publish House for Science and Technology, 67-71. 2. N.V. Thuong, V.T.T. Thuy, B.V. Hai, D.V. Trung and N.T. Binh (2008), the compact sun photometer for atmospheric optical depth measurements, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, Hanjo Lim, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, V.A. Orlovich, Advance Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications V, Publish House for Science and Technology, 757-761. 3. Nguyen Xuan Tuan, Dinh Van Trung, Nguyen Thanh Binh and Bui Van Hai (2010), Designing and studying characteristics of the sodium lidar, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, Hanjo Lim, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, V. A. Orlovich, Advance Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications VI, Publish House for Science and Technology, ISSN: 1859-4271, 361-364. 4. Bui Van Hai, Nguyen Xuan Tuan, Dao Duy Thang, Dinh Van Trung and Nguyen Thanh Binh (2011), Monitoring the boundary layer over Hanoi using a compact lidar system, The Second Academic Conference On Natural Science For Master And Phd Students From Cambodia, Laos, Malaysia & Vietnam, ISBN: 978-604- 913-088-5, 389-392. 5. Nguyen Xuan Tuan, Dinh Van Trung, Dao Duy Thang, Bui Van Hai (2011), Gated – photomultiplier tube for uses in lidar to study the upper atmosphere, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, Hanjo Lim, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, V.A. Orlovich, The Second Academic Conference On Natural Science For Master And Phd Students From Cambodia, Laos, Malaysia & Vietnam, Publish House for Science and Technology, ISBN: 978-604-913-088-5, 393-396. 6. Bui Van Hai, Dinh Van Trung, Nguyen Xuan Tuan, Dao Duy Thang and Nguyen Thanh Binh (2012), monitoring cirrus clouds and tropopause height over hanoi using a compact lidar system, Communication in Physics, 22(4), 357-364. 151 7. Nguyen Xuan Tuan, Dinh Van Trung, Bui Van Hai, Dam Trung Thong (2012), development of a rayleigh lidar systemn for studying characteristics of tratosphere above hanoi, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, In Won Lee, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, Valenti A. Orlovich, Proceeding’s Advances in optics Photonics Spectroscopy & Applications VII, Publish House for Science and Technology, ISSN 1859-4271, 489-492. 8. Bui Van Hai, Dinh Van Trung, Nguyen Xuan Tuan, Nguyen Dinh Hoang, Dam Trung Thong and Nguyen Thanh Binh (2012), determination of atmospheric aerosol extintion profiles with a raman lidar system over Hanoi, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, In Won Lee, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, Valenti A. Orlovich, Proceeding’s Advances in optics Photonics Spectroscopy & Applications VII, Publish House for Science and Technology, ISSN 1859-4271, 518-522,. 9. Đinh Văn Trung, Bùi Văn Hải, Đàm Trung Thông, Nguyễn Văn Thương (8 - 2013), Nghiên cứu thiết kế chế tạo đầu phát laser diode xung ngắn, công suất cao cho đo xa laser, Nghiên cứu khoa học và công nghệ Quân Sự, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự, Đặc san VLKT’ 13/ 08 – 2013, ISSN 1859 – 1043, 60-64. 152 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đặng Kim Chi (2008), Hóa học Môi trường, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật. [2] Đoàn Tùng Anh (2009), Mô phỏng quá trình truyền tín hiệu lidar trong môi trường có mật độ quang học lớn, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. [3] Nguyễn Sỹ Kiêm (2003), Khí tượng – Thuỷ văn Hàng hải, Nhà xuất bản Xây dựng. [4] Phạm Ngọc Hồ, Hoàng Xuân Cơ (1991), Cơ sở khí tượng học, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 1. [5] Phạm Ngọc Hồ, Hoàng Xuân Cơ (1991), Cơ sở khí tượng học, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2. Tiếng Anh [6] A. Ansmann, M. Riebesell, et al (1992), Combined Raman Elastic-Backscatter lidar for vertical profiling of moisture, Aerosol extinction, backscatter, and lidar ratio, Applied Physics B, B 55, 18-28. [7] A. Nemuc et al (2009), Dynamic of the lower tropospherere from multiwavelength lidar measurements, Romanian Reports in Physics, 61(2), 313- 323. [8] Adam C. Povey (2012), Estimation of a lidar’s overlap function and its calibration by nonlinear regression, Applied Optics, 51(21), 5130-5143. [9] Alexander D. Achey (2002), Design of an upgraded electronics control system for an advanced lidar atmospheric profiling system, A master of Science thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [10] Alexander Smirnov (2002), Optical Properties of Atmospheric Aerosol in Maritime Environments, J. Atmos. Sci., 59, 501–523. [11] Andreas Behrendt, et al (2011), A novel approach for the characterization of transport and optical properties of aerosol particles near sources e Part I: Measurement of particle backscatter coefficient maps with a scanning UV lidar, 153 Atmospheric Environment, 45, 2795-2802. [12] Andrewt. Young, Russell M. Genet and Louis J. Boyd (1991), Precise automatic differential stellar photometry, The Astronomical Society of the Pacific, 103, 221-242. [13] APD S9251, Hamamatsu data sheets. [14] Application note: Operating the pulsed laser diode SPL LLxx, Opto semiconductors, Osram. [15] B. Heese, H. Flentje, D. Althausen, A. Ansmann, and S. Frey (2010), Ceilometer lidar comparison: backscatter coefficient retrieval and signal-to- noise ratio determination, Atmos. Meas. Tech, 3, 1763–1770. [16] Bui Van Hai, Nguyen Xuan Tuan, Dao Duy Thang, Dinh Van Trung and Nguyen Thanh Binh (2012), Monitoring the boundary layer over Hanoi using a compact lidar system, The Second Academic Conference On Natural Science For Master And Phd Students From Cambodia, Laos, Malaysia & Vietnam, ISBN: 978-604-913-088-5, Proceedings pp. 389-392. [17] Benjamin David Todt (2010), Use of a two color lidar system to study atmospheric aerosols, Master of Science in Physics Thesis. [18] Bernd Heinold, Ina Tegen, et al (2012), Simulations of the 2010 Eyjafjallajokull volcanic ash dispersal over Europe using Cosmo-Muscat, Atmospheric Enviroment, 48, 195-204. [19] Bui Van Hai, Dinh Van Trung, Nguyen Xuan Tuan, Dao Duy Thang and Nguyen Thanh Binh (2012), monitoring cirrus clouds and tropopause height over hanoi using a compact lidar system, Communication in Physics, 22(4), 357-364. [20] Bui Van Hai, Dinh Van Trung, Nguyen Xuan Tuan, Nguyen Dinh Hoang, Dam Trung Thong and Nguyen Thanh Binh (2013), determination of atmospheric aerosol extintion profiles with a raman lidar system over Hanoi, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, In Won Lee, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, Valenti A. Orlovich, Proceeding’s Advances in optics Photonics Spectroscopy & Applications VII, Publish House for Science and Technology, ISSN 1859- 4271, pp. 518-522. [21] Bui Van Hai, Nguyen Xuan Tuan, Dao Duy Thang, Dinh Van Trung and 154 Nguyen Thanh Binh (2012), Monitoring the boundary layer over Hanoi using a compact lidar system, The Second Academic Conference On Natural Science For Master And Phd Students From Cambodia, Laos, Malaysia & Vietnam, ISBN: 978-604-913-088-5, Proceedings pp. 389-392. [22] Byron H. Chen (1990), Characteristics of atmospheric waves inferred from lidar measurements, A master of Science thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [23] C. F. Bohren and Donald R. Huffmann (1983), Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Wiley - Interscience Publication. [24] C. Kittaka, D. M. Winker, M. A. Vaughan, A. Omar, and L. A. Remer (2011), Intercomparison of colum aerosol optical depths from CALIPSO and MODIS- Aqua, Atmospheric Measurement Techniques, 4, 131-141. [25] C. Munke (2006), Boundary layer and air quality monitoring with a commercial lidar ceilometers, Spie, doi: 10.1117/2.1200612.0512. [26] C. N. Long, J. M. Sabburg, J. Calbo, D. Pages (2006), Retrieving cloud characteristics from ground-based daytime color all-sky images, Journal of Atmospheric and Ocenic Technology, 23, 633-652. [27] Celilia Soriano et al (2001), Barcelona atmospheric monitoring with lidar: first measurement with the UPC’s scanning portable lidar, Remote Sensing of Clouds and the Atmospherere V, Spie Proceedings, 4168. [28] Chiara Levoni, Marco Cervino, Rodolfo Guzzi, and Francesca Torricella (1997), Atmospheric aerosol optical properties:a database of radiative characteristics for different components and classes, Applied Optics, 36(30), 8031 – 8041. [29] Christoph Munkel (2006), Boundary layer and air quality monitoring with a commercial lidar ceilometers, The International Society for Optical Engineering , 10, 1117-1124. [30] Christoph Münkel, Noora Eresmaa, Janne Räsänen, Ari Karppinen (2007), Retrieval of mixing height and dust concentration with lidar ceilometers, Boundary-Layer Meteorol, Doi: 10.1007/s10546-006-9103-3. [31] ClausWeitkamp (2005), Lidar Range – Resolved Optical Remote Sensing of the Atmosphere, Springer. 155 [32] Colis, R. T. H, and P. B. Russell (1976), Lidar Measurements of particles and gases by elastic backscattering and differential absorption, Laser monitoring. [33] Condon , E. U., and H. Odishaw, Eds. (1967), Handbook of Physics, McGraw- Hill, Newyork. [34] D. D. Atanaska (2008), Raman-elastic-backscatter lidar for observations of tropospheric aersol, Spie, doi. 70270Y-1, 7027. [35] D. Perez-Ramirez, J. Aceituno, B. Ruiz, F. J. Olmo, L. Alados-Arboledas (2008), Development and calibration of a star photometer to measure the aerosol oftical depth: Smoke observations at a hight mountain site, Atmospheric Environment, 42, 2733-2738. [36] D. R. Dowling and Lawrence, F. Randke (1990), A summary of the physical properties of Cirrus clouds, Journal of Applied Meteorology, 29, 970-978. [37] D.V. Trung, N.T. Binh, N.V. Thuong, V.T.T. Thuy, B.V. Hai, V.T. Bich, N.D. Hung (2008), a lidar system for studying aerosol in the atmosphere, Eds. Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, Hanjo Lim, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, V.A. Orlovich, Advances Opticals, Photonics, Spectroscopy and Applications V, Publish House for Science and Technology, 67-71. [38] David N. Whiteman (May 2003), Examination of the traditional Raman lidar technique, Applied Optics, 42(15), 2571-2592. [39] Derek A.Long (2002), The Raman Effect A Unified Treatment of the Theory of Raman Scattering by Molecules, JohnWiley & Sons Ltd. [40] Dieter Renker (2002), Properties of avalanche photodiodes for applications in high energy physics, astrophysics and medical imaging, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 486, 164–169. [41] Dukyheon Kim and Hyungki Cha (2007), Rotational Raman Lidar: Design and Performance Test of Meteorological Parameters (Aerosol Backscattering Coefficients and Temperature), Journal of the Korean Physical Society, 51(1), 352∼357. [42] E. Andrews, J. A. Ogren, P. Bonasoni, A. Marinoni (2011), Climatology of aerosol radiative properties in the free troposphere, Atmospheric Research, 102, 365-393. 156 [43] Edward J. Novitsky (2002), Multistatic lidar profile measurements of lower tropospheric aerosol and particulate matter, A Doctor of Philosophy thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [44] Edwin W. Eloranta (1998), Practical model for the calculation of multiply scattered LIDAR returns, Appl Opt, 37(12), 2464-2472. [45] Eleonora Zege, Iosif Katsev, Alexander Prikhach and Alexey Malinka (2004), Elastic and Raman lidar sounding of coastal waters. Theory, computer simulation, inversion possibilities, Ear Sele Proceedings, 3, 248-260. [46] F. Immler, O. Schrems (2002), Lidar system measurements of cirrus clouds in the northern and southern midlatitudes during Inca (55°N, 53° S): a comparative study, Geophys. Res. Lett, doi:10.1029/2002GL015077. [47] F. Navas – Guzman (2009), Retrieval of the lidar overlap function using Raman signals V, Workshop Lidarmeasurements in Latin America. [48] Flamant, C. Pelon, J. Flamangt, P. and P. Durand (1997), Lidar determination of the entrainment zone thickness at the top of the unstable marine atmosphere mixing layer, Bound-Lay Meteorol, 83, 247-284. [49] Franziska Schnell, Matthias Wiegner, Volker Freudenthaler (2009), Comparison of CALIPSO aerosol data with ground based lidar measurements, Proceedings of the 8th International Symopsium on Tropospheric Profilling, ISBN 978-90-6960-233-2. [50] Frederick G. Fernald et al (1971), Detrmination of Aerosol Height distribution by lidar, Journal of Applied Meteorology, 11, 482-489. [51] Frederick G. Fernald et al (1984), Analysis of atmospheric lidar observations: some comments, Applied Optics, 23(5), 652-653. [52] G. Balakrishnaiah, K. Raghavendra kumar, el at (2011), Analysis of optical properties of atmospheric aerosols inferred from spectral AODs and Angstrom wavelength exponent, Atmospheric Enviroment, 45, 1275-1285. [53] G. Karasinski, A. E. Kardas, el at (2007), Lidar investigation of properties of atmospheric aerosol, The Eropean Physical Journal Special Topics, 144, 129- 138. [54] Genelita B. Tubal, Mariano Estoque, John Holdsworth, and Jose Villarin (2002), Effect of the diurnal variation of the convective boundary layer height 157 over Metro Manila on pollutant concentration, Science Diliman, 14, 28-37. [55] Ginnipal S. Chadha (2001), Optical design for advanced lidar detectors, A master of Science thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [56] Guangkun LI (2004), Atmospheric aerosol and particle properties using lidar, A Doctor of Philosophy thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [57] H. Baars, A. Ansmann, R. Engelmann, and D. Althausen (2008), Continuous monitoring of the boundary-layer top with lidar, Atmos. Chem. Phys. Discuss, 8, 10749-10790. [58] H. C. Van de Hulst (1957), Light scattering by small particles, Wiley Newyork. [59] Henri Dautet, Pierre Deschamps, et al (1993), Photon counting techniques with silicon avalanche photodiodes, Applied Optics, 32(21), 3894 – 3900. [60] High power laser diodes, osram opto semiconductors. [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] Huizheng Che, Zhifeng Yang, et al (2009), Study on the aerosol optical properties and their relationship with aerosol chemical compositions over three regional background stations in China, Atmospheric Enviroment, 43, 1093- 1099. [72] I. Brook (2003), Finding Boundary Layer Top: Application of a wavelet convariance transform to lidar backscatter frofiles, Journal of Atmospheric Ocean Technology, 20, 1092-1105. [73] I. M. Brooks and A. M. Fowler (2007), A new measure of entrainment zone 158 structure, Geophysical research letters, 34, 1018-1029. [74] I. Mattis, D. Muller (2008), Ten years of multiwavelength Raman lidar observations of free-tropospheric aerosol layers over central Europe: Geometrical properties and annual cycle, Journal of Geophysical Research, 113, doi:10.1029/2007jd009636. [75] I. Veselovskii et al (2009), Demonstration of Aerosol properties by multiwavelenth lidar under varying relative humidity conditions, American Meteorological Society, doi: 10.1175. [76] Jaime Compton, Ruben Delgado, Raymond Hoff (2010), Determination of planetary boundary layer heights for air quality forecasting, Atmosheric lidar group university of Maryland, Baltimore County, Nasa-GSFC. [77] James D. Klett (1981), Stable analytical inversion solution for processing lidar returns, Applied Optics, 20(2), 211-220. [78] James D. Klett (1985), Lidar inversion with variable backscatter/extinction ratios, Applied Optics, 24(11), 1638-1643. [79] Japan Analytical Instrument Manufacturers’ Association (1986), Guide to Analytical Instruments, 3 rd Edition. [80] Jin Hyen Park (May 2008), Multiple scattering measurements using multistatic lidar, A Doctor of Philosophy thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [81] K. M. Markowicz et al (2008), Ceilometer Retrieval of the Boundary Layer Vertical Aerosol Extinction Structure, American Meteorological Society, doi: 10.1175/2007jtecha1016.1. [82] Kathleen France, Albert Asmann, Detlef Muller, Dietrich Althausen (2003), Optical properties of the Indo-Asian haze layer over the tropical Indian Ocean, Journal of Geophysical Research, 108(D2), P. 4059-4068. [83] L. Goldfarb, P. Keckhut, M. L. Chanin, and A. Hauchecorne (2001), Cirrus Climatological rerults from lidar measurements at OPH (44 0 N, 6 0 E), Geophys. Res. Lett, 28(9), 1687-1690. [84] L. R Bissonnette and D. L. Hutt (1990), Multiple scattering lidar, Appl. Opt, 29, 5045-5048. 159 [85] M. Andreare, H. Annegarn, et al (2009), Aerosol their direct and indirect effects, Chapter 5, 291-236. [86] M. Kerker (1969), The scattering of light, Academic Press, Newyork. [87] M. Majeed Hayat et al (2002), Gain-Bandwidth Characteristics of Thin Avalanche Photodiodes, Transactions on Electron Devices, 49(5). [88] M. Quante (2004), The Role of clouds in the Climate system, Journal of Physics, 121, 68-86. [89] M. Wendisch, O. Hellmuth, A. Ansmann, J. Heintzenberg, R. Engelmann, D. Althausen, H. Eichler, D. Muller, M. Hu, Y. Zhang, J. Mao (2008), Radiative and dynamic effects of absorbing aerosol particles over the Pearl River Delta, China, Atmospheric Environment, 42, 6405-6416. [90] Mariana Adam (2005), Development of lidar techniques to estimate atmospheric optical properties, Doctor of Philosophy thesis, Johns Hopkins University. [91] Mariana Adam (2011), Application of the Kano – Multiangle inversion method in clear atmospheres, Journal of Atmospheric and Ocenic Technology. [92] Mario Stipcevic et al (2009), Active quenching circuit for single-photon detection with Geiger mode avalanche photodiodes, Applied Optics, 48(9), 1705-1714. [93] Massimo Del Guasta (2002), Daily cycles in urban aerosols observed in Lorence (Italy) by means of an automatic 532–1064 nm lidar, Atmospheric Environment, 36, 2853–2865. [94] Mian Chin, NASA Goddard Space Flight Center (2009), Atmospheric Aerosol Properties and Climate Impacts U.S. Climate Change, Science Program Synthesis and Assessment Product 2.3. [95] Michael Krainak (2012), Wide-Bandwidth Near-Infrared Avalanche Photodiode Photoreceiver, Boeing Spectrolab Sylmar, pp. 1-32. [96] Mondiale (1969), Atlas international des nuages, Organisation météorologique mondiale. [97] N.V. Thuong, V.T.T. Thuy, B.V. Hai, D.V. Trung and N.T. Binh (2008), the compact sun photometer for atmospheric optical depth measurements, Eds. 160 Phipippe Brechignac, Kohzo Hakuta, Hanjo Lim, Nguyen Van Hieu, Nguyen Dai Hung, V.A. Orlovich, Advance Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications V, Publish House for Science and Technology, 757-761. [98] Norderney (1989), One of the first aerosol Raman lidar observations, Germany. [99] P. Formenti, H. Winkler (2002), Aerosol optical depth over a remote semi- aridregion of South Africa from spectral measurements of the daytime solar extinction and the nighttime stellar extinction, Atmospheric Research, 62, 11– 32. [100] P. W. Chan (2009), Comparison of Aerosol optical depth derived from ground- based Lidar and Modis, The Open Atmospheric Science Journal, 3, 131-137. [101] Paul A. T. Haris (1995), Pure rotational Raman lidar for temperature measurements in the lower troposphere, A Doctor of Philosophy Thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [102] Paul Schmid and Dev Niyogi (2011) A method for estimating planetary boundary layer height and its application over the ARM southern great plains site, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 29, 316-322. [103] Philip B. Russell, Thomas J. Swissler, and M. Patrick McCormick (1979), Methodology for error analysis and simulation of lidar aerosol measurements, Applied Optics, 18(22), 3783-3797. [104] Philip Laven (2005), Atmospheric glories: simulations and observations, Appl. Opt, 44, 5667-5674. [105] Photon Counting using PMT (2012), Hamamatsu. [106] Q. S. He, C. C. Li, J. T. Mao, and A. K. H. Lau (2006), A study on aerosol extinction-to-backscattering ratio with combination of micro-pulse lidar and MODIS over HongKong, Atmospheric Chimistry and Physics Discussions, 6, 3099-3133. [107] R. B. Stull (1988), An introduction to boundary layer meteorology, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. [108] R. D. Rudder, and D. R. Bach (1968), Rayleigh scattering of Ruby – Laser light by neutral gases, J. Opt. Soc. Am, 58, 1260-1266. [109] R. M. Measures (1984), laser remote sensing fundamentals and application, A Wiley – Interscience Publication. 161 [110] Robert G. W. Brown, Robin Jones, John G. Rarity, and Kevin D. Ridley (1987), Characterization of silicon avalanche photodiodes for photon correlation measurements. Active quenching, Applied Optics, 26(12), 2383 – 2389. [111] Robert Tardif (2002), Boundary layer aerosol backscattering and its relationship to relative humidity from a combined Raman-Elastic backscatter lidar, Program in Atmospheric and Oceanic Science University of Colorado at Boulder. [112] Ronald Eixmann et al (2002), Tropospheric aerosol layers after a cold front passage in January 2000 as observed at several stations of the German Lidar Network, Atmospheric Research, 39-58. [113] S. Emeis, K.Schafer, C. Munkel (2008), Long-term observations of the urban mixing-layer height with ceilometers, Spie, doi:10.1088/1755-1307/1/1/012027. [114] S. Pal, A. Behrendt, and V. Wulfmeyer (2010), Elastic-backscatter-lidar-based characterization of the convective boundary layer and investigation of related statistics, Ann. Geophys, 28, 825–847. [115] Sachin John Verghese (2008), Investigation of aerosol and cloud properties using multiwavelength Raman lidar measurements, A Doctor of Philosophy thesis in Electrical Engineering, The Pennsylvania State University. [116] Shardanand and A. D. Prasad Rao (1977), Absolute Rayleigh scattering cross sections of gases and freons of stratospheric interest in the visible and ultraviolet regions, NASA TN, O-8442. [117] Twoney and Howell (1984), Measures - Laser Remote Sensing, Wiley & Sons, New York. [118] Ulla Wandinger (2006), Electromagnetic wave scattering on non-spherical Particles, Springer Berlin. [119] Vaibhav Sarma (2009), Urban surface characterization using lidar and aerial imagegy, A master of science thesis, University of North Texas, December. [120] W. Heller, and M. Nakagaki (1974), Light scattering of spheroids. III, Depolarization of the scattered light, J. Chemical Physics, 61, 3619-3621. [121] W. J. Wiscombe (1980), Improved Mie scattering algorithms, Appl. Opt, 19, 1505–1509. [122] W. N. Chen, C. W. Chiang, and J. B. Nee (2002), The lidar ratio and 162 depolarization ratio for cirrus couds, Applied Optics, 41, Issue 30, 6470-6397 [123] W. P. Hooper, and E. W. Eloranta (1986), Lidar measurements of wind in the planetary boundary layer: the method, accuracy, and results from foint measurements with radiosonde and kytoon, J. Clim. Appl. Meteorol, 25, 990- 1001. [124] W.N. Chen, C.C. Tsao, J.B. Nee (2004), Rayleigh lidar temperature measurement in the upper troposhere and lower stratosphere, Journal of Atmosphereric & Solar-Terrestrial Physics, 66, 39-49. [125] Wandinger, Ansmann (2002), Optical aerosol parameters: Raman lidar and high spectral resolution lidar, Applied Optics, 34, Issue 36, 8315-8329. [126] WANG Qing, TIAN Xiao-jian, WU Ge, LUO Ming-yuan (2009), Design of high-peak current and narrow pulse driver of laser diode, The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications, 16, 82–85. [127] Wegrzecka (2004), “Design and properties of silicon avalanche photodiodes”, Opto-Electronics Review, 12, 95-104. [128] William J. Lentz (1976), Generating Bessel Functions In Mie Scattering Calculations Using Continued Fractions, Appl. Opt, 15, 668-671. [129] Xiaoli Sun and Frederic M. Davidson (1990), Avalanche Photodiode Photon Counting Receivers for Space-borne Lidars, Optical Communication with Semiconductor Laser Diode. [130] Zhenzhu Wang, Ruli Chi, Bo Liu, and Jun Zhou (2008), Depolarization properties of cirrus clouds from polarization lidar measurements over Hefei in spring, Chinese Optics Letters, 6(4), 235-237. [131] Zhiting Wang, Lei Zhang, Xianjie Cao, Jianping Huang, Wu Zhang (2012), Analysis of Dust Aerosol by Using Dual-Wavelength Lidar, Aerosol and Air Quality Research, 12, 608–614. 163 i PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chương trình kết nối máy tính viết trên ngôn ngữ Labview của hệ lidar Raman đa kênh 1. 1. Khối kết nối thiết bị 1.2. Khối thu hoạt động ở chế độ đo tương tự ii 1.3. Khối thu hoạt động ở chế độ đếm photon Phụ lục 2: Chương trình chuẩn hóa tín hiệu 2.1. Hàm gọi tín hiệu radiosonde lấy làm chuẩn để so sánh function [z,bmol,bb,sk] = ham_radiosonde(b,z,hss,lizz,tb) h = b(:,1);%km mdkhi = b(:,2)+b(:,3);% mat do khi that cua nasa bm = mdkhi;%phantu/m3 lmdkhi = log(bm); a = polyfit(h,mdkhi,30); bmol = polyval(a,z); bb = log(bmol); VV 2.2. Chương trình chuẩn hóa tín hiệu của hệ đo ở chế độ tương tự %load file clc; clear all; close all; filename = 'e:\lidar\photon counting\gate_tuan\gate121.txt'; kenh = 3; a = load(filename); t = a(:,1);c = 3*1e8; % thoi gian: 1e-6(s)- r(km) z0 = t/2*c*1e-12;% z - km iii % lam tron tin hieu lan 1 p0 = smooth(a(:,kenh),100); n = length(t);k = 0;VV for i=d:tr if p(i+1)>lan*p(i)& p(i+2)>p(i+1)&p(i+3)>p(i+2)&p(i+4)>p(i+3)... p(i+5)>p(i+4)&p(i+6)>p(i+5) VV 2.3. Chương trình chuẩn hóa tín hiệu đối với phép đo của hệ ở chế độ đếm photon %1. chon diem triger %2. chon diem so sanh %3. chon bin can thiet clc; clear all; close all; filename = 'e:\lidar\photon counting\2012\905\boundary\05oct18h10.3000.45o.50.txt'; a = load(filename); kenh = 2; t = a(:,1);c = 3*1e8; % thoi gian: 1e-6(s)- r(km) z0 = t/2*c*1e-12;% z - km p0 = smooth(a(:,kenh),100); n = length(t); %ve den dau xa = 25;% km hss = 10;% km - vi tri lay so sanh hai tin hieu va radiosonde data tb = 10;% so diem lay trung binh gia tri so sanh 2 duong tin hieu VV 2.4. Chương trình chuẩn hóa tín hiệu trường gần tính tới hàm chồng chập của hệ lidar %chuan tin hieu tinh toi ham overlap function[z,ov,i,izz,lizz,izzcu] = ham_chuantinhieu_tinhtoi_overlap(a,b,kenhe,kenhr,sm,xa,hss,tb,duoi,tren,khackhong); % tin hieu kenh raman [z,p,pzz,p4] = ham_chuanphoton(a,kenhr,sm,xa,hss,tb); iv %z,p,pzz,log(pzz): tuong ung for i = 1:length(z). end VV 2.5. Chương trình xác định độ cao đỉnh lớp son khí bề mặt FileNameArray='E:\LIDAR\Analoge\2011\May\27mayy21h02.1.txt'; A=load(FileNameArray); [Zt,Pt,P1t,Rt,topt,hat]=ham_B_R_Mixinglayer(A,kenh); %lay du lieu nasa_mat do phan tu khi quyen kh = 'atmos.txt'; B = load(kh); h = B(:,1);%km mdkhi = B(:,2)+B(:,3); bmol = mdkhi;%Phantu/m3 bb = log10(bmol); %tim gia tri max t=round(length(P1t)/2); T = P1t(t) %vi tri diem cuc dai for i =round(length(P1t)/10):length(P1t) if P1t(i) == T VV 2.6. Chương trình xác định hệ số suy hao, tán xạ ngược bằng thuật toán Fernald khi giả thuyết hàng số lidar biết trước. % ham: chuan tin hieu tinh ca ham overlap() clc; clear all; close all; filename1 = 'e:\lidar\photon counting\2012\31oct2012_thu vi_xem them\31oct15.txt'; a = load(filename1); kh = 'atmos.txt'; b = load(kh); kenhe = 2;% kenh tin hieu dan hoi kenhr = 3;% kenh tin hieu raman v sm = 5;% so diem smooth xa = 20;% km: khoang do hss = 17;% km - vi tri lay so sanh hai tin hieu va radiosonde data- khong co sol khi tb = 20;% so diem lay trung binh gia tri so sanh 2 duong tin hieu duoi = 4;% km:diem tren va diem duoi fit do thi tuyen tinh overlapfunction tren = 14; khackhong = .2;% km: vi tri ham overlap khac khong %su dung ham nhung [z,ov,i,izz,lizz,izzcu] = ham_chuantinhieu_tinhtoi_overlap(a,b,kenhe,kenhr,sm,xa,hss,tb,duoi,tren,khackhong); % mat do khi tu tin hieu radiosonde:z,mdokhi,logmdkhi [z,bmol,bb,sk] = ham_radiosonde(b,z,hss,lizz,tb); %chuan tin hieu theo tin hieu radiosonde z;% khoang cach do ov;% ham overlap VV 2.7. Chương trình xác định hệ số suy hao trực tiếp từ tín hiệu Raman %extintion coefficient of aerosol clear all;close all;clc % goi ham ov dac trung cua he: filename = 'd:\lay so lieu tu do thi\plot digitizer\e_b_lr_luanan\raman_signal.txt'; a = load(filename); kh = 'atmos.txt'; b = load(kh); h = b(:,1).*1000;%km - m mdkhi = b(:,2)+b(:,3); for i = 1:1000 if h(i)>= max(a(:,1));% 10km khong con sol khi x = linspace(min(a(:,1)),max(a(:,1)),t); xx = linspace(min(a(:,1)),max(a(:,1)),length(a(:,1))); y = spline(x,mdkhi(1:t),xx);% matran so mat do khi theo khoang chia 1000 buoc smoll = mdkhi*5.45*(550/(532)).^4.*1e-28;% s_mol(l): hat.m2/sr-1 vi smolr = mdkhi*5.45*(550/(607)).^4.*1e-28;% s_mol(r) bt = (smoll + smolr);%he so tan xa nguoc phan tu khi theo 2 buoc song s = bt.*(8.*pi)./3;%he so suy hao theo 2 buoc song voi phan tu khi yy = log(y./(rot90(a(:,2)))); dz = max(a(:,1))./(length(a(:,1))-1); for i=1:length(a(:,1))-1 dh(i) = (yy(i)-yy(i+1))./dz; end q = (dh-rot90(bt(1:length(dh))))./(1+532/607); VV 2.8. Chương trình xác định hệ số tán xạ ngược sử dụng tín hiệu đàn hồi %backscattering coefficient of aerosol clear all;close all;clc % chuan ham filename = 'd:\lay so lieu tu do thi\plot digitizer\e_b_lr_luanan\raman_signal.txt'; a = load(filename); kenh = 2; km = 5; sm = 10;% so diem lay smooth xa = 6;% ve toi dau km hm = 6;% km : khoang cach xa khong con sol khiedeeeed4444 %z,signal,xr=izz,lxr=logizz,molr=bmol,lpr=logbmol-nasa,h=z(khithuc),lmdk=log(mkthuc) %[z,p, pp1,lp, bmol,bb,hc,mmtk,cc,zr,over,diem]=ham_overlap_raman(a,kenh,km,sm) [zr,pr,xr,lxr,molr,lpr,mmtk,lmdk,zo,ov,diem] = ham_overlap_raman(a,kenh,km,sm); n = length(zr); figure(3) VV 2.9. Chương trình xác định tỉ số lidar clc; clear all; close all; filename1 = 'E:\LIDAR\Photon counting\2012\31oct2012_Thu vi_xem them\31oct15.txt'; A = load(filename1); kh = 'atmos.txt'; vii B = load(kh); kenhe = 2;% Kenh tin hieu dan hoi xa = 20;% Km: khoang do hss = 17;% km - vi tri lay so sanh hai tin hieu va radiosonde data- khong co sol khi tb = 20;% So diem lay trung binh gia tri so sanh 2 duong tin hieu duoi = 4;% km:Diem tren va diem duoi fit do thi tuyen tinh overlapfunction tren = 14; VV 2.10. Chương trình xác định tỉ số khử phân cực clear all;close all;clc filename = 'e:\lidar\analoge\2011\april\180411_h1_10.txt'; a = load(filename); s = 2; % kenh song song v = 3; % kenh vuong goc sm = 1;% smooth tin hieu - tot hon tuy chat luong tin hieu hs = 10;% he so khuech dai cua kenh vuong goc [z5,p5l,p5r,p6l,p6r,pl,pr,d] = ham_depolirationratio(a,s,v,sm,hs); %height,re idensity,izz,log(izz),d: depolization ratio VV 2.11. Chương trình xác định tỉ số tín hiệu trên nhiễu % Tinh sai so cua tin hieu counting noi = 0;nn = length(Z); for i = round(7*nn/10):1:(10*nn/10); noi = noi + p0(i); end noi = noi/(3*nn/10+1); snr = (P2 - noi)./sqrt(P2-noi + 2*noi); VV 2.12. Chương trình xác định sai số của tỉ số lidar của son khí trường gần %load file clc; clear all; close all; filename = 'E:\LIDAR\Photon counting\Gate_Tuan\gate121.txt'; viii kenh = 3; A = load(filename); t = A(:,1);c = 3*1e8; % thoi gian: 1e-6(s)- r(Km) z0 = t/2*c*1e-12;% Z - km % LAM TRON TIN HIEU LAN 1 p0 = smooth(A(:,kenh),100); n = length(t);k = 0; %Nen cuong do - ofsetans nen = 0; for i = round(9*n/10):1:round(10*n/10); nen = nen + p0(i); k = k + 1; end nen = nen/(k+1); %Tru nen nhieu p1= p0 - nen; VV 2.13. Chương trình xác định các thông số đặc trưng của mây Ci %Ve tin hieu mua trung tam tham khong quoc gia clc; close all; clear all; filename1 = 'E:\LIDAR\Solieu_Khi tuong\Tham khong data da chinh sua_Hai\7h_8_9_2011.txt'; filename2 = 'E:\LIDAR\Solieu_Khi tuong\Tham khong data da chinh sua_Hai\7h_11_5_2011.txt'; A9 = load(filename9);z9 = A9(:,3)*1e-3;t9 = A9(:,5);A10 = load(filename10);z10 = A10(:,3)*1e-3;t10 = A10(:,5); z=[z1(:) z2(:) z3(:) z4(:) z5(:) z6(:) z7(:) z8(:) z9(:) z10(:) z11(:) z12(:) z13(:) z14(:) z15(:)]; t=[t1(:) t2(:) t3(:) t4(:) t5(:) t6(:) t7(:) t8(:) t9(:) t10(:) t11(:) t12(:) t13(:) t14(:) t15(:)]; %Do cao may Cirrus file = 'E:\LIDAR\Solieu_Khi tuong\Tham khong data da chinh sua_Hai\Macro_properties_cirrus.txt'; A = load(file);tg = A(:,5); h = A(:,2);%Do cao dinh cua may cirrus %Tim nhiet do tuong ung voi vi tri may Cirrus ix for i = 1:length(h) tci(i) = t(vt,i);%nhiet do vi tri dinh lop may cirrus atc = polyfit(tci(:),h,1);ytc = polyval(atc,tci(:)); figure(4)%ve theo do cao dinh lop may cirrus plot(tci,h,'vr',tci(:),ytc,'^--b','LineWidth',3);grid on; legend('Top height of Cirrus','Averaged Height') ylabel('Height (km)'); xlabel('Temperature of cirrus'); VV Phụ lục 3: Dữ liệu lidar quan trắc năm 2011 sử dụng hệ lidar Raman phân cực đa kênh thực hiện tại phòng 901, nhà 2H, Viện Vật lý 3.1. Cơ sở dữ liệu ghi nhận của hệ lidar phân cực đa kênh hoạt động ở chế độ tương tự Ngày đo, giờ đo, số file đo tối đa Nhiệt độ Độ ẩm Sáng Chiều Tối 1064 or 2 kênh pc 532 Boundar y layer Số file và số lần có mây Cirrus cloud Tháng 4 01Apr100.txt 8h 14h 20h 1064 100 file 08april2011-15395.txt 3 kênh 10 file 10april-22143.txt 1064, k1 3 file 12april-17245.txt 1064, k2 5 13april-10403.txt 1064, k2 3 18Apr1734_10.txt 3 20 19april-1040_4.txt 1064,532 4 19Apr20h55_9.txt 3 9 180411_H1_10.txt 3 10 180411_H_4_10.txt 3 10 Tháng 5 7may11h30.5.txt 1064, 532 09may-0957_20.txt 1064, 532 09may-1049_16.txt 1064, 532 09may14h17.20.txt 1064, 532 09may-1015_20.txt 1064, 532 09may-1049_16.txt 1064, 532 10may10h.20.txt 1064, 532 10may1409_20.txt 3 10may18h32_20.txt 3 10may1444_18.txt 3 10may1712_20.txt 3 11may10h00.20 3 Cirrus 12may16h38.20.txt 3 13may-response1_5.txt 3 13may-response_5.txt 3 17may11h.3.txt 2 kênh 532 17may1022.50.txt 2 kênh 532 17may17h51.100.txt 2 kênh 532 18may11h18_532_2.100 2 kênh 532 4 17h/28/May/2012 18may16h.532.2145 2 kênh 532 18may20h40.532.3.100 3 19may16h46.50 Pc,b 21may10h20.9 Pc,b 21may10h4125 pc 21may11h.50 532 21may11h10.50 532 21may11h20.300 532 22may16h20.3236 Pc,b x 22may18h20.10 Pc,b 23may10h42.549 Pc,b 23may11h34.110 Pc,b 24may9h49.100 Pc,b 25may15h.200 Pc,b 26may15h27.50 Pc,b 26may15h55.250 Pc,b 27may10h23.12 Pc,b 27may17h41.73 Pc,b 27mayy21h02.100 Pc,b Cirrus 28may16h58.250.110 1064,532,b 28may17h53.500.56 Pc,b 28may21h15.500.52 Pc,b 30may10h42.500.70 Pc,b 30may14h51.500.200 532,b Tháng 6 01jane9h32.500.137 Pc,b 1june14h08.500.230 Pc,b 02june9h50.65 Pc,b 03june.9h43.20.22 Pc,b 3june.9h47.20.851 Pc,b 04june9h25.300.212 Pc,b 04june13h46.300.520 Pc,b 6june9h44.30d.60%.300.200 Pc,b 7june.10h00.1064.532.300133 1064,pc 07June15h37_18 Pc,b 8june.20h49.30d50%.30020 Pc,b 8june.saumua.14h48.34d.50%.10 Pc,b Cirrus 8june.saumua.15h.00.34d505.30 0.435 Pc,b Cirrus 9june.15h49.34d48%.300.434 Pc,b 9june.16h00.300.85 Pc,b Tháng 7 7july15h38.1064.532.300.25 1064,pc 7july16h27.1064.532.300.19 1064,pc Tháng 8 25Aug15h35_300.235 Pc,b 26Aug.18h27.pc.b.300.135 Pc,b 26Aug17h51.b.pc.300.60 Pc,b 29Aug16h00.pc.b.300.185 Pc,b 31Aug.10h.17.pc.b.300.36 Pc,b 31Aug15h00.pcb.300.69 Pc,b 31Aug16h30.pcb300.23 Pc,b Tháng 9 1Sep9h00pcb.300.100 x 1,2 3 1Sep15h13pcb300.240 x 1,2 3 1Sep20h55pcb.300.46 x 1,2 3 7sep9h12.pcb300.7.txt x 1,2 3 700m – Cloud,mây đen 7Sep15h00pcb300.266.txt x 1,2 3 Cirrus 7Sep21h12b.300.57.txt x 8Sep9h57pcb300.132.txt x 1,2 3 Cirrus, ngay sau kết thúc đo thì mưa 8sep13h30pcb300 x 1,2 3 Sau khi trời tạnh mưa lại rất trong 22Sep16h50pcb300.60.txt x 1,2 3 23Sep13h11pcb300.113.txt x 1,2 3 Cirrus 23Sep20h30pcb300.19.txt x 1,2 3 Cirrus 24Sep10h25pcb300.358.txt x 1,2 3 Cirrus Tháng 10/2011 21oct9h40.b.300.13 x x 21Oct10h00b300.10 x x 22Oct9h58.b.300.88 x x 24Oct.9h44.b.300.103 x x 24Oto16h36pcb30086 x x x 26Oct9h00pcb300.20 x x x 31Otoh40b300.100 x 31Otoh40b600.10 x Tháng 11/2011 2Nov22h40.b.300.10 x X2 2Nov22h53.b.300.5 x X2 3Nov10h36b300.61 x X2 3Nov14h19b300.79 x X2 Dùng telescope vừa 5Nov10h30.vb300.100 x 532v X2 xi 9Nov10h50lb300.151 x X2 10Nov9h17vb300.73 x 532v X3 Khá đẹp 10Nov14h00vb300.143 x 532v X3 Khá đẹp 10Nov15h59vb300.53 x 532v X3 Khá đẹp 10Nov17h16vb300.54 x 532v X3 Khá đẹp 10Nov22h00vb300.18 x 532v X3 Khá đẹp 11nov8h30vb3009 x 532v X3 Khá đẹp 11Nov9h00vb300.74 x 532v X3 Khá đẹp 11Nov15h34vb300.59 x 11Nov17h44bv13.300.16 x 4 X2 Rất đẹp 13Nov15h18vbt.300.10 x 2k532 X2 13Nov15h28vbt.300.10 2vt x 13Nov15h35vbt.300.10 14Nov8h44vbt300.20 14Nov8h59vbt300.50 15Nov21h41vb300.10 x X2532 X3 Khá đẹp 15Novtestvb.470mv.1 X2 X3 Đẹp 17Nov20h50v300.20 X2 Cirrus – không đẹp 17Nov21h00v300.5 X2 X3 Cirrus – không đẹp 17Nov21h17v300.10 X2 X3 Cir – hai lớp rất đặc biệt 17Nov21h26v300.10 X2 X3 Cir – hai lớp rất đặc biệt 17Nov21h35vb360dl300.1 X2 X3 Cir – hai lớp rất đặc biệt 10Nov9h17vb300.73 X2 X3 Cir – hai lớp rất đặc biệt 19test9h6780.360.2 X23 Cir – hai lớp rất đặc biệt 20test3.360.1 X2 X3 24Nov16h28.vn300.10 X2 X3 Cir – 6km 24Nov16h42.vn300.10 X2 X3 25Nov15hvb370dl400300.10 X2 X3 Mây 3km 25test8.10 X2 Tháng 12/2012 16Apr10hbpcap23.300.20 30,74% x X x 16Apr15htest.1 X2 16Apr15htest.1.1 X2 16Apr15h35.pc.be.bc.10 X2 18Apr10h03.pc.be.300.20Ms.10 X2 20Apr9h5bepcpmt.300.79 X2 20Apr15h45bepc300.5r.161 X2 20Apr15h45bepc300.5r.161 X2 23AprtestABTr.9h11.500.150om X23 23AprtestABTr.9h19.300.65 X2 23Apr17.v.b-pc.300.19 Đến: 23Apr17.v.b-pc.300.25 X2 24Apr17h45b.pctr.ABC.300.5 X2 24Apr18h00.t.300.10 X2 24Apr18h05.t.300.100 X2 24Apr18h15.t.1000.250.4 X2 25Apr16h32.to.1000.1 X2 25Apr16h32.to.1000.khuech X2 3.2. Dữ liệu đếm photon của kênh tán xạ Raman trong năm 2012 Ngày đo, giờ đo, số file đo tối đa Nhiệt độ Độ ẩm 2 kênh pc Boundary layer, Cirrus Xa tới đâu,Cirrus cloud Tháng 9/12 raman_N2_sep16_22h27.5 23 Raman,17km,532,19km,k raman_N2_sep24_21h50 23 Raman,16km,532,20km,15km Tháng 10/12 31Otoh40b300.100 23 Raman,17km,532,19km,k 31Otoh40b600.10 23 Raman,16km,532,20km,15km Tháng 11/12 4nov2011-03 23 7km, k 11Nov19h29testf3mm2 23 10km, k 15Nov22h15.532.3 23 12, k 18raman-06 23 Raman, 532, 17km, 14km 19test1h6780.360.5 3 532,18km,13km 19test2h6780.360.2 3 532,17,13 19test3.350.5 3 532,20,13 19test3h6780.360.2 3 532,20,13 19test9h6780.360.2 3 532,22,13 19test9h6780.360.2 23 532,22,13 xii 25nov-raman-02 Đểu 1064counting02 3 1064,10,k raman_N2_sep16_22h27.5 2 Raman,15km, rr10nov2011-10 23 Raman, 18km,532,25km,k? Tháng 12/12 2dec2011-06 (Trời trong) 23 k Raman,18km ,23km,K 2dec2011-07 23 Raman,17km,532,20km,15km 11dec2011-01 23 Raman,18km,532,20km,k 12dec2011-01 23 Raman,18km,532,22km,15km 3.2. Dữ liệu đếm photon của hệ lidar sử dụng laser diode 905 nm một số ngày trong năm 2012. Tiến hành đo cả đêm từ 20h tới 4h ngày hôm sau Ngày đo, giờ đo, số file đo tối đa Nhiệt độ Độ ẩm Boundary layer, Cirrus Xa tới đâu,Cirrus cloud 8June20h33.dung.11000.5mm X 7June22 X 4July.21h28. X 4July.20h33.181HV.11000.may_4Km_Bou ndary layer X 4 km 4July20h.181HV.10000_may_7km X 7 km 5July.21h48.163HV.10000 X 26Sep22h2.143v.12000.may X 28Sep23h55may90.000.143 X 29Sep20h25.143V.ngang.60.000 X 30Sep21h00.ngang.kmay.145V.30.000 X 26Aug24h.-13T X 03Oct18h20.20 X 03Oct18h39.200050 X 05Oct18h10.3000.45o.50 X 05Oct21h33.3000.45o.441 X 06Oct18h25.144.3000.313 X 06Oct22h43.144.3000.1023 X 10Oct18h09.3000.146V.ngang.nha.1 X 10Oct18h40.3000.146V.243 X 13nov03 X 03Oct18h20.nha.1 X 19h10.5Nov.dung.30000.1 X

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_su_dung_ky_thuat_lidar_nghien_cuu_dac_trung_vat_ly_c.pdf
  • pdftom_tat_LA-Hai.pdf
Luận văn liên quan