一种差分吸收大气CO₂激光雷达大气压力增宽修正方法

摘要

本发明涉及一种差分吸收大气CO₂激光雷达大气压力增宽修正方法，其特点是：首先采用对波长敏感的纠正公式进行洛伦兹半峰全宽FWHM的计算，兼顾增宽系数、温度相关指数的独立性，采用直接带值和迭代求解两种思路解决高空CO₂混合比动值问题，并将差分吸收激光雷达方程浓度解——CO₂分子浓度与体积比χ进行转化。采用本发明后，能够最大程度上摒弃经典算法在取值上的不确定性，避免新误差的带入，同时根据实验场景需求，具体采用带值求解或迭代的方法具有灵活性，在差分吸收激光雷达测量大气CO₂领域具有很好的应用前景和极大的发展潜力。

主权项

1.一种差分吸收大气CO₂激光雷达大气压力增宽修正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用以下公式计算洛伦兹半峰全宽，${\gamma }_L(P,T,\lambda )=P\times \{b_L(\mathrm{air},\lambda )\times (1-\chi )\times {\left[\frac{T_0}{T}\right]}^{n_a\left(\lambda \right)}+b_L({\mathrm{CO}}_2,\lambda )\times \chi \times {\left[\frac{T_0}{T}\right]}^{n_{C{O}_2}\left(\lambda \right)}\}---\left(3\right)$式中，γ_L(P,T,λ)代表洛伦兹半峰全宽，P为压强数据，λ为波长，T是温度数据，T₀是标准温度，b_L(air,λ)为精确测定的大气压力增宽系数，b_L(CO₂,λ)是CO₂气体的自增宽系数，χ是CO₂气体同空气的体积比，n_a(λ)、值分别为大气和CO₂气体温度相关指数；步骤2，判断是否满足迭代结束条件，是则结束流程，否则进入步骤3；步骤3，根据步骤1所得洛伦兹半峰全宽，由差分吸收激光雷达方程得到CO₂浓度分布，该结果直接以分子浓度C显示，通过以下公式转化得到CO₂气体的浓度与体积比χ$C=\frac{{6.02\times 10}^{20}}{22.4}\times \chi \times \frac{T_0}{T}\times \frac{P}{P_0}---\left(4\right)$式中，C为每立方厘米空气中CO₂分子个数；返回步骤1，根据计算出的新的CO₂气体的浓度与体积比χ重新计算洛伦兹半峰全宽。