Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng vật lý của son khí trong tầng khí quyển
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN VẬT LÝ
----------------
BÙI VĂN HẢI
SỬ DỤNG KỸ THUẬT LIDAR NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG
VẬT LÝ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG KHÍ QUYỂN
LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ
Chuyên ngành: Quang học
Mã số: 62 44 11 01
Người hướng dẫn khoa học
Hà Nội 2014
PGS. TS. ĐINH VĂN TRUNG
GS. TS. NGUYỄN ĐẠI HƯNG
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN VẬT LÝ
----------------
BÙI VĂN HẢI
SỬ DỤNG KỸ THUẬT LIDAR NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG
VẬT LÝ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG KHÍ QUYỂN
LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ
Hà Nội. 2014
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến PGS. TS. Đinh Văn Trung thầy đã
hướng dẫn, giúp đỡ và cho tôi một không gian làm việc chuyên nghiệp trong
suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin bày tỏ sự kính trọng tới GS. TS. Nguyễn Đại Hưng. Thầy là tấm
gương và là người định hướng cho tôi trong chuyên môn khi tôi tham gia học tập
và nghiên cứu tại Viện Vật lý từ năm 2007, thời gian làm nghiên cứu sinh cũng
như thời gian học tập tiếp sau này.
Tôi cũng muốn được gửi lời cảm ơn tới các cô, các chú, các anh, các chị
và toàn thể các bạn trong Trung tâm Điện tử học lượng tử, Trung tâm Vật lý kỹ
thuật, Phòng Quản lý Tổng hợp và Phòng Sau đại học của Viện Vật lý đã dành
cho tôi những tình cảm chân thành cùng sự giúp đỡ tốt nhất để tôi được học tập,
trao đổi công việc và chia sẻ cuộc sống.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả
Bùi Văn Hải
Lời cam đoan
Luận án với tiêu đề “Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng vật lý
của son khí trong tầng khí quyển” được thực hiện tại Trung tâm Điện tử học
lượng tử, Viện Vật lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự
hướng dẫn của PGS. TS. Đinh Văn Trung và GS. TS. Nguyễn Đại Hưng.
Tôi xin cam đoan đây là kết quả làm việc của Nhóm lidar và cá nhân tác
giả dưới sự hướng dẫn chính của PGS. TS. Đinh Văn Trung. Các số liệu và kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được công bố trước đây cả trong và
ngoài nước.
Tác giả
Bùi Văn Hải
MỤC LỤC
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt và tiếng Anh........................................... i
Danh mục các đồ thị và hình vẽ ....................................................................... ii
Danh mục các bảng biểu................................................................................... viii
Mở đầu ............................................................................................................... 1
Chương I
Cơ sở lý thuyết khảo sát các đặc trưng vật lý của son khí trong khí quyển
trái đất................................................................................................................ 6
1.1. Khí quyển trái đất.........................................................................................
1.1.1. Cấu trúc khí quyển...............................................................................
1.1.2. Son khí tầng thấp .................................................................................
1.1.2.1. Lớp son khí bề mặt......................................................................
1.1.2.2. Lớp son khí tự do tầng thấp ........................................................
1.1.2.3. Vai trò của son khí tầng thấp ......................................................
1.1.2.4. Các đặc trưng cơ bản của lớp son khí tầng thấp .........................
1.1.3. Mây Ti tầng cao ...................................................................................
1.1.3.1. Cơ chế hình thành mây Ti...........................................................
1.1.3.2. Vai trò của mây Ti đối với khí quyển tầng đối lưu.....................
1.1.3.3. Các đặc trưng cơ bản của mây Ti ...............................................
1.1.3.4. Kỹ thuật khảo sát mây Ti............................................................
6
6
11
13
16
16
24
24
24
32
33
34
1.2. Các kỹ thuật quan trắc khí quyển................................................................. 35
1.3. Kỹ thuật lidar ...............................................................................................
1.3.1. Nguyên lý cấu tạo hệ lidar...................................................................
1.3.2. Tương tác của bức xạ với khí quyển....................................................
1.3.2.1. Lý thuyết tán xạ Rayleigh ...........................................................
1.3.2.2. Lý thuyết tán xạ Mie ...................................................................
1.3.2.3. Lý thuyết tán xạ Raman ..............................................................
37
37
42
43
48
55
1.4. Kết luận chương I......................................................................................... 61
Chương II
Kỹ thuật và hệ đo lidar ..................................................................................... 63
2.1. Hệ lidar.........................................................................................................
2.1.1. Hệ lidar nhiều bước sóng.....................................................................
2.1.1.1. Khối phát.....................................................................................
2.1.1.2. Khối thu ......................................................................................
2.1.2. Hệ lidar sử dụng laser diode ................................................................
2.1.2.1. Khối phát.....................................................................................
2.1.2.2. Khối thu ......................................................................................
2.1.3. Đầu thu quang điện cho hệ lidar.........................................................
2.1.3.1. Đầu thu nhân quang điện (PMT) ...............................................
2.1.3.2. Đầu thu photodiode thác lũ (APD) ............................................
2.2. Kỹ thuật đo tín hiệu lidar ............................................................................
2.2.1. Kỹ thuật đo tương tự............................................................................
2.2.2. Kỹ thuật đếm photon ...........................................................................
2.3. Phương trình lidar ........................................................................................
2.4. Xử lý tín hiệu lidar.......................................................................................
2.4.1. Chuẩn hóa tín hiệu ...............................................................................
2.4.2. Xác định hàm chồng chập đặc trưng của hệ lidar ...............................
2.4.3. Xác định độ cao đỉnh lớp son khí bề mặt và lớp mây Ti tầng cao ......
2.4.4. Xác định độ sâu quang học của son khí phân bố trong khí quyển ......
2.4.5. Xác định hệ số suy hao trực tiếp từ tín hiệu lidar Raman ...................
2.4.6. Xác định hệ số tán xạ ngược của son khí từ tín hiệu lidar đàn hồi .....
2.4.7. Xác định tỉ số lidar đặc trưng của son khí ...........................................
2.4.8. Xác định tỉ số khử phân cực của son khí .............................................
2.4.9. Đánh giá sai số của các thông số đặc trưng .........................................
63
63
63
64
67
71
77
81
81
85
88
88
89
93
94
94
98
104
105
106
107
108
108
109
2.5. Kết luận chương II ....................................................................................... 111
Chương III
Quan trắc các đặc trưng vật lý của lớp son khí tầng thấp ............................ 114
3.1. Xác định độ cao đỉnh lớp son khí bề mặt.....................................................
3.1.1. Bằng hệ lidar sử dụng laser Nd: YAG..........................................
3.1.2. Bằng hệ lidar sử dụng laser diode.................................................
114
114
115
3.2. Quan trắc sự thay đổi độ cao đỉnh lớp son khí bề mặt.................................
3.2.1. Bằng hệ lidar sử dụng laser Nd: YAG...........................................
3.2.2. Bằng hệ lidar sử dụng laser diode..................................................
3.2.3. Đánh giá kết quả đo của hệ lidar sử dụng laser diode ...................
3.3. Đặc trưng độ sâu quang học.........................................................................
3.4. Đặc trưng suy hao .......................................................................................
3.5. Đặc trưng tán xạ ngược................................................................................
3.6. Đặc trưng tỉ số lidar .....................................................................................
118
118
120
122
123
124
125
126
3.7. Kết luận chương III...................................................................................... 128
Chương IV
Quan trắc các đặc trưng vật lý của mây Ti tầng cao .................................... 129
4.1. Đặc trưng phân bố không gian ....................................................................
4.1.1. Bằng hệ lidar sử dụng laser Nd: YAG...........................................
4.1.2. Bằng hệ lidar sử dụng laser diode..................................................
4.2. Đặc trưng độ sâu quang học.........................................................................
4.3. Đặc trưng tán xạ ngược................................................................................
4.4. Đặc trưng khử phân cực...............................................................................
129
129
139
141
142
144
4.5. Kết luận chương IV...................................................................................... 146
KẾT LUẬN........................................................................................................ 148
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ............... 150
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 152
PHỤ LỤC........................................................................................................... i
i
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt và tiếng Anh
Ký
hiệu
Nguyên bản tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
laser Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation
Bộ khuếch đại ánh sáng bằng phát
xạ kích thích
lidar Light detection and ranging Ghi nhận tín hiệu quang và xác
định khoảng cách
DEM Digital Elevation Models Mô hình số địa hình
DTM Digital Terrain Model Ảnh số của địa hình
DSM Digital surface model Mô hình số bề mặt
INS Inertial navigation system Hệ thống hành hướng quốc tế
GPS Global positioning system Hệ thống định vị toàn cầu
TOMS Total Ozone Mapping Spectrometer Phổ phân bố tổng lượng Ozone
WMO World Meteorological Organization Tổ chức khí tượng thế giới
PMT Photomultiplier Tube Ống nhân quang điện
APD Avalanche photodiode Diode quang thác lũ
QE Quantum efficiency Hiệu suất lượng tử
PC Photon counter Bộ đếm photon
MCA Multichannel pulse-height analyzer Bộ phân tích biên độ xung đa kênh
TTL Transitor-transitor logic Bộ logic
CMOS Complementary metal–oxide–
semiconductor
Bán dẫn ô xít kim loại
SNR Signal to noise ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu
OF Overlap function Hàm chồng chập
SF Spatial filter Phin lọc không gian
OPO Optical parametric oscillator Bộ dao động tham số quang
DL Discrimination level Mức so sánh
CBL Convective boundary layer Lớp son khí đối lưu bề mặt
ABL Atmospheric boundary layer Lớp son khí bề mặt
NCAR National Center for Atmospheric
Research
Trung tâm quốc gia nghiên cứu khí
quyển của Mỹ
CCM3 Community climate model 3 Mô hình khí hậu C3
ii
Danh mục các đồ thị và hình vẽ
Hình 1.1: Phân bố nhiệt độ và mật độ phân tử khí trung bình trong khí quyển trái
đất theo độ cao tới 100 km [62].
Hình 1.2: Cấu trúc khí quyển trái đất thay đổi nhiệt độ theo độ cao, trong miền
không gian 120 km bao quanh trái đất [70].
Hình 1.3: Ảnh vệ tinh chụp 26/2/2000, một cơn bão cát thổi qua sa mạc Sahara ở
tây bắc châu Phi đã cuốn theo một đám mây cát rộng hàng ngàn cây số
vuông [63].
Hình 1.4: Ảnh chụp bằng TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) ở thời
điểm cùng ngày 26/2/2000 tại cùng địa điểm. Phổ màu chuyển từ xanh
lá cây sang đỏ theo sự tăng dần mật độ của khối son khí [63].
Hình 1.5: Sơ đồ cấu trúc lớp khí quyển bề mặt [62].
Hình 1.6: Ảnh phân bố loại mây trong tầng đối lưu theo hiệp hội khí tượng thế
giới MWO [68].
Hình 1.7: Ảnh một số loại mây cơ bản trong tầng đối lưu của khí quyển [70].
Hình 1.8: Ảnh một số lọai mây không phổ biến khác tồn tại trong tầng đối lưu
của trái đất [70].
Hình 1.9: Mô hình giải thích sự tạo thành của các đám mây [70].
Hình 1.10: Nguyên lý hoạt động của lidar [3].
Hình 1.11: Sơ đồ khối hệ lidar xây dựng tại Viện Vật lý gồm hai phần cơ bản:
khối phát và khối thu.
Hình 1.12: Tán xạ đàn hồi trên các hạt có kích thước khác nhau so sánh với bước
sóng ánh sáng kích thích [22, 33, 112].
Hình 1.13: Phân bố cường độ tán xạ theo hàm pha đối với tán xạ Rayleigh [104].
Hình 1.14: Kích thước một số loại son khí phổ biến [109].
Hình 1.15: Dạng hàm hệ số tán xạ ngược của một hạt nước hình cầu đồng nhất có
chiết suất n =1.33 phụ thuộc vào kích thước đặc trưng x của hạt [112].
Hình 1.16: Cường độ theo góc tán xạ tương ứng với bước sóng 1064 nm và 532
nm trên hạt kích thước nhỏ 0,1 µm [104].
Hình 1.17: Cường độ tán xạ theo hàm pha tương ứng với hai bước sóng 1064 nm
và 532 nm với các tâm tán xạ có kích thước 10 µm [104].
iii
Hình 1.18: Phân bố cường độ theo góc tương ứng ở hai bước sóng 1064 và 532
nm trên các hạt có kích thước lớn cỡ 1000 µm [104].
Hình 1.19: Giản đồ dịch chuyển mức năng lượng của tán xạ Rayleigh và Raman.
Hình 1.20: Phổ tán xạ Raman của một số loại khí phổ biến trong khí quyển (oxi,
ni tơ, hơi nước) khi kích thích ở bước sóng 532 nm [112].
Hình 2.1: Hình ảnh hệ lidar sử dụng laser Nd: YAG bao gồm: kính thiên văn,
khối phát laser và máy tính ghi nhận dữ liệu. Trên màn hình là tín hiệu
lidar ở chế độ tương tự [16, 19].
Hình 2.2: Hình ảnh hệ lidar sử dụng laser diode 905 nm bao gồm: Laser diode
905 nm, kính thiên văn, đầu thu APD, module đếm photon, máy tính
lưu dữ liệu, các nguồn nuôi cao và hạ thế.
Hình 2.3: Hình ảnh chi khối phát của hệ lidar sử dụng laser diode 905 nm.
Hình 2.4: Hình ảnh laser diode SPL PL90_3 phát bước sóng 905 nm của hãng
Osram và dạng bề mặt bức xạ laser [14, 61].
Hình 2.5: Sơ đồ mạch nuôi chip laser diode của hãng Osram [14].
Hình 2.6: Hình ảnh phân bố cường độ và kích thước chùm laser 905 nm theo
phương ngang và phương thẳng đứng: a) Trường gần, b) Cách 4 m, c)
Sơ đồ nguyên lý chuẩn trực chùm laser.
Hình 2.7: Công suất phát trung bình của laser diode phụ thuộc thế nuôi.
Hình 2.8: Độ rộng xung laser khi hoạt động ở chế độ công suất phát cực đại.
Hình 2.9: Tần số lặp lại xung laser khi hoạt động ở chế độ công suất phát tối ưu.
Hình 2.10: Hình ảnh của đầu thu photodiode thác lũ Si APD S9251 -15 của hãng
Hamamatsu sử dụng trong hệ lidar và sơ đồ mạch đ ếm dập tắt thụ
động hoạt động ở chế độ Geiger [13].
Hình 2.11: Module đầu thu APD được làm lạnh tới -20oC, hút ẩm, khép kín và
giảm nhiễu được chế tạo phục vụ riêng mục đích đo tín hiệu yếu của
hệ lidar.
Hình 2.12: Giao diện của chương trình đếm photon viết bằng ngôn ngữ Labview
thực hiện đo tín hiệu trên hệ lidar đo ở bước sóng 905 nm.
Hình 2.13: Cấu trúc và nguyên lý khuếch đại của ống nhân quang điện [79].
Hình 2.14: Độ nhạy của đầu thu theo bước sóng tín hiệu. b) Hệ số khuếch đại theo
thế nuôi. c) Hình ảnh module PMT series R7400U [79].
iv
Hình 2.15: a) Độ nhạy của đầu thu theo bước sóng tín hiệu. b) Hệ số khuếch đại
theo thế nuôi. c) Hình ảnh module PMT H6780 của hãng Hamamatsu
[79].
Hình 2.16: Hình ảnh module PMT H6780 - 20 hoạt động ở chế độ đếm photon
trên kênh tín hiệu Raman với thể nuôi 15 V.
Hình 2.17: Phân bố của photon trong lớp silicon đối với một số bước sóng tới
khác nhau [123].
Hình 2.18: a): Đặc trưng độ nhạy của APD theo bước sóng tín hiệu. b): Hiệu suất
lượng tử phụ thuộc vào bước sóng. c): Đặc trưng dòng tối theo thế
ngược đặt vào APD [13].
Hình 2.19: Xung tín hiệu ra trên PMT tương ứng trong trường hợp cường độ tín
hiệu mạnh (chế độ đo tương tự) [79].
Hình 2.20: Dạng tín hiệu lidar hoạt động ở chế độ đo tương tự tương ứng kênh
1064 nm và 532 nm.
Hình 2.21: Xung tín hiệu ra trên PMT tương ứng trong trường hợp cường độ tín
hiệu quang yếu (chế độ đếm photon) [79].
Hình 2.22: Hình dạng tín hiệu lidar hoạt động ở chế độ đếm photon: a) Ở chế độ
xung đơn, b) Trung bình của 12000 xung laser.
Hình 2.23: Hình ảnh tín hiệu thu nhận từ hệ lidar hoạt động ở chế độ đếm photon
vào ban ngày tại Hà Nội.
Hình 2.24: a): Tín hiệu thô ghi nhận trực tiếp từ hệ lidar đếm photon trong thời
gian 5 phút tương đương 3.000 xung, b): tín hiệu sau khi dịch chuẩn
gốc tọa độ, c): sau khi lấy trung bình 10 lần đo tương đương 30.000
xung laser.
Hình 2.25: Đồ thị so sánh tín hiệu lidar và đường mật độ phân tử khí theo mô hình
lý thuyết.
Hình 2.26: Tỉ số tín hiệu trên nhiễu của tín hiệu lidar đếm photon trong thời gian
25 phút của hệ lidar sử dụng laser Nd: YAG với tần số lặp lại là 10 Hz
tương đương 15.000 xung.
Hình 2.27: Sơ đồ không gian chồng chập của chùm tia laser và trường nhìn của
telescope [46].
Hình 2.28: Ảnh hưởng của hàm chồng chập lên tín hiệu [117].
v
Hình 2.29: Tín hiệu tán xạ Raman thu được từ hệ lidar sử dụng laser Nd: YAG
hoạt động ở chế độ đếm photon trong thời gian 20 phút tương đương
18.000 xung laser.
Hình 2.30: Tín hiệu đếm photon ghi nhận từ hệ lidar Raman ngày 20/11/2012.
Hình 2.31: (a): Hàm chồng chập đặc trưng của hệ lidar sử dụng laser YAG: Nd tại
Viện Vật lý, (b): Tín hiệu lidar đàn hồi trước và sau khi tính đến hàm
chồng chập đặc trưng của hệ [16, 20].
Hình 2.32: a): Khoảng không gian tín hiệu đàn hồi đã chuẩn hóa theo khoảng cách
đo sụt giảm mạnh nhất được hiểu là vị trí đỉnh của lớp son khí bề mặt,
b): Đồ thị hàm H(z) tương ứng đạt cực tiểu tại vị trí đỉnh lớp son khí
[57].
Hình 3.1: a) Đồ thị đạo hàm cường độ tín hiệu chuẩn hóa theo thời gian, xác
định đỉnh lớp son khí bề mặt theo phương pháp gradient. b) Tín hiệu
đàn hồi của lớp son khí tầng thấp chuẩn hóa theo khoảng cách đo vào
lúc 20 h ngày 27/5/2011.
Hình 3.2: Tín hiệu trường gần của hệ lidar sử dụng laser diode chuẩn hóa theo
khoảng cách, tín hiệu đo lấy trung bình trong thời gian 30 s vào lúc
20h ngày 4/7/2012.
Hình 3.3: Tỉ số tín hiệu trên nhiễu của tín hiệu trong Hình 3.2.
Hình 3.4: Xác định đỉnh của lớp son khí bề mặt.
Hình 3.5: Xác định vị trí đỉnh lớp son khí bề mặt thực hiện với tín hiệu vào buổi
sáng, buổi chiều và buổi tối trong ngày 27/5/2011 tại Hà Nội [19].
Hình 3.6: Quan trắc lớp son khí tầng thấp trên bầu trời Hà Nội theo thời gian
thưc trong ngày.
Hình 3.7: Phân bố độ cao đỉnh lớp son khí bề mặt tại Hà Nội đêm ngày
6/10/2012.
Hình 3.8: Tín hiệu tán xạ đàn hồi của hai hệ lidar độc lập ghi nhận đồng thời từ
20h tới 24h ngày 18/11/2012.
Hình 3.9: Cường độ tín hiệu của lớp son khí bề mặt khi đã chuẩn hóa theo
khoảng cách đo, khảo sát 20 h ngày 21 tháng 11 năm 2012 [16].
Hình 3.10: Độ sâu quang học của lớp son khí tầng thấp của khí quyển vào ngày
20h ngày 31/10/2012.
vi
Hình 3.11: Hệ số suy hao của son khí tầng thấp tại Hà Nội lúc 20 h ngày 21 tháng
11 năm 2012.
Hình 3.12: Hệ số tán xạ ngược của son khí tầng thấp dưới 3,5 km khảo sát lúc 20
h ngày 21 tháng 11 năm 2012.
Hình 3.13: Tỉ số lidar (cùng với sai số) đặc trưng lớp son khí tầng thấp trong khí
quyển trên bầu trời Hà Nội, khảo sát ngày 21 tháng 11 năm 2012.
Hình 4.1: Mây Ti thu được từ tín hiệu đo của hệ lidar ở chế độ tương tự ứng với
kênh phân cực theo phương song song thực hiện vào hai ngày
7/6/2011 và ngày 31/9/2011 với khoảng thời gian đo tương ứng trên
hình [19].
Hình 4.2: a): Xác định độ cao đỉnh và đáy lớp mây Ti tầng cao. b) Vị trí lớp phân
tầng của khí quyển theo tín hiệu radiosonde tương ứng ở cùng một thời
điểm [19].
Hình 4.3: Phân bố độ cao trung bình của đỉnh và độ dày lớp mây Ti thay đổi theo
thời gian trong năm 2011.
Hình 4.4: Sự thay đổi độ cao của lớp đối lưu hạn theo thời gian trong năm 2011
đo bằng phương pháp thả bóng thám không [19].
Hình 4.5: Sự biến đổi nhiệt độ trong tầng đối lưu và bình lưu từ tín hiệu
radiosonde [19].
Hình 4.6: Sự biến đổi độ cao đỉnh tầng đối lưu theo nhiệt độ của vị trí phân tầng
trên bầu trời khí quyển của Hà Nội năm 2011.
Hình 4.7: Sự thay đổi độ cao của lớp mây Ti theo nhiệt độ tại vị trí đỉnh của lớp
mây Ti tầng cao [19].
Hình 4.8: Sự thay đổi độ cao của lớp đối lưu hạn và đỉnh lớp mây Ti theo thời
gian trong năm 2011.
Hình 4.9: Sự thay đổi khoảng cách giữa đỉnh lớp mây và lớp đối lưu hạn.
Hình 4.10: Sự thay đổi độ dày hình học của lớp mây Ti trong năm 2011 theo nhiệt
độ.
Hình 4.11: Số trường hợp phát hiện mây Ti trong năm 2011 tại Hà Nội [19].
Hình 4.12: Tín hiệu đếm photon trên hệ lidar sử dụng laser diode khảo sát mây Ti
tầng cao.
Hình 4.13: Cường độ tín hiệu tán xạ ngược chuẩn hóa theo khoảng cách.
vii
Hình 4.14: Xác định độ cao lớp mây Ti.
Hình 4.15: Độ sâu quang học theo khoảng cách đo trong đó có lớp mây Ti.
Hình 4.16: Tiết diện tán xạ ngược của phân tử khí tương ứng đường màu đỏ,
đường màu xanh lá cây tương ứng của son khí [19, 20].
Hình 4.17: Tỉ số tán xạ ngược giữa đóng góp của son khí so với phân tử khí
những kết quả này chúng tôi đăng tại bài báo: [19, 20].
Hình 4.18: Tín hiệu hai kênh phân cực khi được lấy log(I.z
2
) vẽ theo khoảng cách.
Hình 4.19: Tỉ số khử phân cực của mây Ti thay đổi theo độ cao của lớp mây.
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.
Danh mục các bảng biểu
Bảng 1.1: Thành phần và nồng độ chất khí trong khí quyển trái đất [65].
Bảng 1.2: Phân tầng bầu khí quyển trái đất [4].
Bảng 1.3: Phân hạng mây quốc tế theo hình dạng và độ cao của mây [4].
Bảng 1.4: Tiết diện tán xạ của một số loại khí trong khí quyển [108, 109].
Bảng 1.5: Tỉ số khử phân cực của một số loại khí có mặt trong khí quyển [32].
Bảng 1.6: Một số loại son khí phổ biến và nguồn gốc hình thành [4].
Bảng 1.7: Số sóng dịch chuyển trong tán xạ Raman khi kích thích ở bước sóng
532,1 nm, đối với một số loại khí phổ biến trong khí quyển [34].
Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng khối phát của hệ lidar Raman nhiều bước
sóng [64].
Bảng 2.2: Các thông số đặc trưng khối thu của hệ lidar Raman nhiều bước
sóng [64, 65, 67].
Bảng 2.3: Các tham số của chùm laser diode loại mảng SPL PL90_3 của
Osram sử dụng cho hệ lidar khảo sát trường gần [14].
Bảng 2.4: Các tham số của cấu trúc khối thu trong hệ lidar sử dụng laser
diode [13, 65].
viii
Bảng 2.5: Thông số đặc trưng của APD sử dụng trong hệ lidar [13].
Bảng 3.1: Bảng giá trị son khí theo kết quả nghiên cứu tại một số nơi trên thế
giới và ở Hà Nội [6, 122].
Bảng 4.1: Thống kê độ cao, độ dày trung bình và khoảng biến đổi của hai
thông số vĩ mô đối với lớp mây Ti trên tầng khí quyển Hà Nội,
được nhóm quan trắc trong năm 2011 [19].
Bảng 4.2: Thống kê kết quả khảo sát các đặc trưng vĩ mô của mây Ti tai một
số nơi khác nhau trên thế giới [46, 19].