一种有云情况下利用激光雷达资料反演边界层高度的方法

摘要

本发明公开了一种有云情况下利用激光雷达资料反演边界层高度的方法，包括：步骤1，计算对流凝结高度，步骤2，在对流凝结高度以下计算边界层高度。相对传统的边界层高度计算方法，本发明引入对流凝结高度对计算边界层高度的方法进行限制，能有效减小有云时对利用激光雷达资料反演计算边界层高度的方法影响，大大提高利用激光雷达资料反演计算边界层高度的方法准确性。本发明利用微脉冲激光雷达资料反演边界层高度的方法具有方法简单，准确性高的特点。

主权项

一种有云情况下利用激光雷达资料反演边界层高度的方法，其特征在于，所述有云情况下利用激光雷达资料反演边界层高度的方法包括：步骤1，计算对流凝结高度，利用微波辐射计的温度廓线，求温度廓线与从地面露点出发的等饱和比湿线的交点计算得出对流凝结高度h；步骤2，在所述对流凝结高度h以下利用曲线拟合法反演边界层高度，具体为：在所述对流凝结高度h以下分别给出一个边界层高度z_m和夹卷层厚度有关的量s的初始猜测值，所述边界层高度z_m和夹卷层厚度有关的量s均为随机变量，假设夹卷层厚度EZT＝2.77*s，计算出z_m‑0.5EZT高度以下的后向散射信号的平均值B_m，z_m+0.5EZT高度以上的后向散射信号的平均值B_u，由(1)式计算出B(z)，$B\left(z\right)=\frac{(B_m+B_u)}{2}-\frac{(B_m-B_u)}{2}erf\left(\frac{z-z_m}{s}\right)---\left(1\right)$其中，z为垂直高度，假设我们的后向散射廓线可用的高度范围为z_min至z_max，B0(z)为原始后向散射信号值，erf(a)为误差函数，由(2)式计算出所述误差函数erf(a)，$erf\left(a\right)=\frac{2}{\sqrt{\pi }}{\int }_0^a\exp (-y^2)dy---\left(2\right)$再用计算出的B(z)求得的值；步骤3，再给予所述边界层高度z_m一个增量g，同时给予所述夹卷层厚度有关的量s一个增量t，使其形成一组新的所述边界层高度z_m和所述夹卷层厚度有关的量s，比较新的所述边界层高度z_m和所述夹卷层厚度有关的量s是否都小于所述流凝结高度h且大于z_min，如果都小于所述流凝结高度h且大于z_min，则将新的所述边界层高度z_m和所述夹卷层厚度有关的量s带入步骤2中进行计算，得出一个新的的值，如果新的所述边界层高度z_m或所述夹卷层厚度有关的量s大于所述流凝结高度h或小于z_min，则继续再给予所述边界层高度z_m一个增量g，同时给予所述夹卷层厚度有关的量s一个增量t后，再继续与所述流凝结高度h进行比较，其中，所述g为一个随机变量，‑200m≤g≤200m，所述t为一个随机变量，‑100m≤t≤100m；步骤4，将步骤2和3循环n次，共得到n组新的所述边界层高度z_m和夹卷层厚度有关的量s，相应的得到n个值，使值最小的那个z_m即为所述边界层高度，所述n>1。