白天天空背景对昼夜大气相干长度仪数据影响
大气相干长度的昼夜观测
第16卷 第1期强激光与粒子束Vol.16,No.1 2004年1月HIGH POWER LASER AND PAR TICL E B EAMS Jan.,2004 文章编号: 100124322(2004)0120001204大气相干长度的昼夜观测Ξ汪建业, 刘晓春, 饶瑞中, 龚知本(中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031) 摘 要: 介绍了利用差分像运动测量法测量光波到达角起伏方差来确定大气相干长度的方法,阐述了一种能对大气相干长度进行昼夜测量的日夜两用型大气相干长度仪的测量原理与结构,经过长期昼夜观测分析得知:整层大气湍流强度有随时间变化的趋势,这种趋势与近地面层的湍流强度的时间变化特征基本吻合,即在日出后和日没前两段时间内的相干长度值远大于其它时间段内的值。
关键词: 大气传输; 大气相干长度; 统计特征 中图分类号: TN246;O437 文献标识码: A 激光大气传输及自适应光学相位校正研究需要对大气湍流介质进行定量的描述。
大气相干长度描述了整层大气传输路径上的综合湍流强度,为分析激光在整层大气中的上行或下行传输提供基本的参数。
大气相干长度最初在天文观测中得到应用,大气湍流引起的星光波前起伏使接收光学望远镜的实际分辨率与大气相干长度密切相关,口径几m的望远镜的实际分辨率大致与口径为10～20cm的望远镜相似。
通过自适应光学技术来校正大气湍流导致的波前起伏,可提高光学望远镜的分辨率使之达到或接近衍射极限,自适应光学系统的效率也与大气相干长度密切相关。
因此大气相干长度对自适应光学系统的设计也是十分重要的。
因此,我们研制了一种既可以在白天又可以在夜晚观测的大气相干长度仪,作为激光大气传输及相位校正研究的基本工具之一。
1 测量原理与方法 由于空间相位起伏所导致的空间相干性退化,使得平行于平面波波阵面的接收孔径上仅在—个有限范围内呈现相位相干,这个范围的尺度用横向相位相干长度或大气相干长度r0来描述。
大气折光对测绘工作的影响
【标题】大气折光对测绘工作的影响【摘要】大气折射是测量的主要误差之一，它在很大程度上取决于大气内部结构。
由于气候条件和地理特性，对本地区的高精度测量工作会产生显著地影响。
随着数字化城市及各种测量工作的需要，提高我国测量数据处理水平迫在眉睫，这就要很好研究产生大气折射误差的内在机制与误差和本地区自然条件的相关关系，并找出大区折射误差的修正方法。
【关键字】大气折光、测绘工作、测角、测距【正文】地球大气是一种典型的随机非均匀介质，在地面进行光学观测总要受大气的影响，而大气介质对光传播的影响主要体现在空气中的尘埃的散射作用，关在任意方向上的偏离直线传播。
而根据自然地理学可知道，随着海拔高度的上升，大气柱的重量减少，所以气压随高度升高而降低。
气压随高度变化的实际情况与气温和气压条件有关。
由于热力和动力的原因，在同一水平面上气压的分布是不均匀的。
气压相同的条件下，气柱温度愈高，单位气压高度差愈大，气压垂直梯度愈小。
因此，当空气受热状况有差异时，暖区的气压垂直梯度比冷区小。
在相同气温下，气压愈高，单位气压高度差愈小，气压垂直梯度愈大。
基于这两点，在地面受热较强的暖区，地面气压常比周围低，而高空气压往往比同一海拔高度的邻区高；在地面热量损失较多的冷区，地面气压常比周围高，而高空气压往往比周围低。
所以大气的密度分布不均造成了大气折光。
人类赖以生存的大气，是围绕着整个地球的一个巨大的气体圈层，称为大气圈。
地球大气是伴随这地球的形成过程，经过了一万年的不断更新才演变成今天这个样子，地球演变过程大概可以分为三个阶段：原始大气阶段、次生大气阶段、今日大气阶段大气折光对测绘工作的主要影响在于测角和测边：1、大气折光对水平角的影响水平折光就是在水平方向上空气密度是不均匀的，地面冷热不均形成的空气环流，形成的水平密度梯度，而产生的折光。
大气的温度、湿度、密度、太阳照射方位及地形、地物等因素，对测角的影响主要表现在观测目标成像质量，观测视线的弯曲等方面。
大气相干长度的昼夜观测
第16卷 第1期强激光与粒子束Vol.16,No.1 2004年1月HIGH POWER LASER AND PAR TICL E B EAMS Jan.,2004 文章编号: 100124322(2004)0120001204大气相干长度的昼夜观测Ξ汪建业, 刘晓春, 饶瑞中, 龚知本(中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031) 摘 要: 介绍了利用差分像运动测量法测量光波到达角起伏方差来确定大气相干长度的方法,阐述了一种能对大气相干长度进行昼夜测量的日夜两用型大气相干长度仪的测量原理与结构,经过长期昼夜观测分析得知:整层大气湍流强度有随时间变化的趋势,这种趋势与近地面层的湍流强度的时间变化特征基本吻合,即在日出后和日没前两段时间内的相干长度值远大于其它时间段内的值。
关键词: 大气传输; 大气相干长度; 统计特征 中图分类号: TN246;O437 文献标识码: A 激光大气传输及自适应光学相位校正研究需要对大气湍流介质进行定量的描述。
大气相干长度描述了整层大气传输路径上的综合湍流强度,为分析激光在整层大气中的上行或下行传输提供基本的参数。
大气相干长度最初在天文观测中得到应用,大气湍流引起的星光波前起伏使接收光学望远镜的实际分辨率与大气相干长度密切相关,口径几m的望远镜的实际分辨率大致与口径为10～20cm的望远镜相似。
通过自适应光学技术来校正大气湍流导致的波前起伏,可提高光学望远镜的分辨率使之达到或接近衍射极限,自适应光学系统的效率也与大气相干长度密切相关。
因此大气相干长度对自适应光学系统的设计也是十分重要的。
因此,我们研制了一种既可以在白天又可以在夜晚观测的大气相干长度仪,作为激光大气传输及相位校正研究的基本工具之一。
1 测量原理与方法 由于空间相位起伏所导致的空间相干性退化,使得平行于平面波波阵面的接收孔径上仅在—个有限范围内呈现相位相干,这个范围的尺度用横向相位相干长度或大气相干长度r0来描述。
云层对近红外白天测星的影响
云层对近红外白天测星的影响王铎;韩艳丽;孙腾飞【摘要】大气层内白天测星最大的困难是过强的天空背景辐射，白天近红外波段可以探测到足够多的星体用以导航。
目前已有研究针对理想情况下的白天恒星探测进行了分析，然而，对于实际情况来说，天空背景很难像理想分析中那样无风无雨无云，尤其是云层自身的热辐射及散射的太阳辐射对近红外白天恒星探测造成极大的影响；根据经验公式，对云层和太阳的红外辐射进行计算，分析了白天云层对恒星探测的影响，并以层云和积云为例，具体分析了恒星辐射透过云层的衰减，对实际工作具有一定的指导意义。
%The strong sky background radiation is the biggest difficulty for star detection during daytime,and NIR can detect sufficient number of stars for navigation during daytime. At present,star detection under the ideal situation has been analyzed during daytime. However,for the actual situation,sky background is much different as the ideal situa-tion,especially clouds has thermal radiation and scatter the solar radiation during daytime. It has great effect on star detection;the radiation of clouds and sun is calculated through empirical formula,the influence of clouds on star de-tection is analyzed. Using the stratus and cumulus clouds as an example,the star radiation attenuation through the clouds is specifically analyzed. It is helpful to the practical work.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P633-636)【关键词】近红外;云层;白天;恒星探测【作者】王铎;韩艳丽;孙腾飞【作者单位】92941 部队，辽宁葫芦岛 125000;海军航空工程学院，山东烟台264001;92819部队，辽宁大连 116600【正文语种】中文【中图分类】V476.4;TN2151 引言红外探测系统采用被动方式工作，具有较强的抗干扰能力，隐蔽性好［1］。
光电经纬仪视轴晃动的标定补偿
光电经纬仪视轴晃动的标定补偿王涛;唐杰【摘要】In order to correct the impact of the optical axis swing on the angle-measuring precision of the theodolite and achieve high precision measurement,the fundamental theory of the system error compensationby using the method of cytaster calibration was analyzed,and then a method to calibrate and correction on the optical axis swing of the the-odolite by using collimators was designed.After calibrating the optical axis error,the approximating function of the system error was obtained,and any optional object can be compensated and corrected according to the function.This method is convenient to operate and easy to construct by simple measuring condition,and the angle-measuring preci-sion is better than 1 0″in the practical experimen t.This provides a efficient method for correction of the optical axis error and the high precision electro-optical measurement.%为了修正视轴晃动对经纬仪测角精度的影响，补偿系统误差产生的测角误差，实现高精度测量，分析了星体标校方法补偿系统误差的基本原理，设计了一套利用平行光管对经纬仪视轴晃动进行室内标定和补偿的方法。
大气相干长度
—沿传播路径存在的微粒，其大小从小于一个波长到多个波长，对信号散射造成信号幅度显著降低；
—由于沿传播路径大气密度的变化，使电波发生折射，造成发射源位置的明显变动；
—由于大气中热量的变化导致大气骚动，造成接收信号幅度和相位的波动。
本附件只涉及对流层对有用信号的影响。本附件中的预测方法，已经尽可能的在地面—自由空间链路和天文系统的测量中进行了测试。结果表明它们适用于基本系统规划。但是，由于大气的时间和空间可变性，任何工作在20 THz-375 THz频带内的地面系统部署之前必须进行传播特性的本地测量。
c）规划工作在20 THz-375 THz频带内的地—空系统所需的最重要的传播参数的计算方法已经制定；
d）这些方法对可用的数据已尽可能地进行了测试，结果表明其准确度既兼容于传播现象的自然变化量，又适合于工作在20 THz-375 THz频带内的系统规划中的大多数现有应用，
认识到
a）国际电联《组织法》第12条第78款规定无线电通信部门的职责包括：“……进行无频率范围限制的研究，并通过建议书……”，
图3
不同阳光条件下的天空辐射率
表1
对应几个频率的天空辐射率H（W/m2/m/sr）
天空背景
频率
（THz）
波长
（m）
灿烂的阳光
普通阳光
阴天
566.0
0.530
303.4
101.6
71.75
352.9
0.850
122.3
42.58
30.3
310.9
0.965
64.62
25.12
18.63
283.0
1.06
大气相干长度与能见度仪简介
大气相干长度仪和能见度仪简介1、引言激光束经过大气时，大气的会导致光束指向性随机起伏、光束扩展和光强闪烁等湍流效应，限制了激光工程的应用效果；同时大气对光波存在衰减效应，导致激光平均能量下降。
因此在激光工程应用中需要实时监视大气湍流和大气透过率，为激光工程的应用性能提供辅助参考。
描述湍流强弱常用的参数为大气相干长度，其物理含义为：在统计意义上讲，光波经过大气后波前的畸变方差等于1rad2时对应的空间直径；大气相干长度描述了光波经过大气后的湍流积分效应。
大气衰减程度的高低常用大气透过率描述，大气透过率下降是由气溶胶（大气中的细微颗粒）和大气分子共同引起；如果光波波长不在分子吸收线上，大气分子吸收的影响相对较小，透过率的下降主要由气溶胶引起，此时大气透过率直接与大气能见度相关：能见度高透过率高，能见度低透过率低。
测量大气相干长度的常用仪器为根据差分像运动原理研制的大气相干长度仪，测量大气能见度的常用仪器为能见度仪，现将两仪器的基本性能参数介绍如下。
2、大气相干长度仪简介2.1、仪器概述大气相干长度仪由信标光源和跟踪成像系统组成，仪器通过测量光波经过大气后的光束抖动效应得到大气相干长度，其基本原理为差分像运动（DIM，Differential Image Motion）原理，即通过双孔差分信标光在远场成像的抖动量得到大气相干长度。
仪器采用DIM原理能够有效避免信标光本身（如移动信标）或跟踪接收系统本身机械抖动（如风干扰、跟踪干扰）对测量的影响。
大气相干长度仪需要信标光源：对于近地面和斜程有限距离观测场景，需要人造光源为信标；对于整层大气观测场景，仪器可以昼夜以恒星为信标观测。
图 1 为大气相干长度仪在外场试验的照片和测量的信标成像图片。
图 1 大气相干长度仪照片及信标成像图片 （左图：大气相干长度仪实物照片；右图：不同湍流条件下信标成像差异，归一化显示）2.2基本测量原理根据DIM 原理，在成像系统的两子孔径中心间距大于2倍子孔径直径（2d D ≥）时，信标在光学系统焦平面所形成双像的相对位置方差与大气相干长度关系为：3/525/31/31/30222[0.364(/)0.242(/)]x y f D d r λλλσσ⎧⎫-⎪⎪=⎨⎬+⎪⎪⎩⎭ (1) 其中f 为系统等效焦距，λ为波长，D 为子孔径直径，d 为子孔径中心间距；2x σ、2y σ为双像在正交方向上相对位置变化量投影方差（单位为2rad ），该参数的变化是湍流直接引起；通过分析双像的相对位置方差结合系统参数能够得到信标光传播路径上的大气相干长度。
大气折射率对天文观测的影响评估研究
大气折射率对天文观测的影响评估研究引言：天文观测是研究宇宙及天体现象的重要手段之一，而大气折射率是影响天文观测精度的主要因素之一。
本文将探讨大气折射率对天文观测的影响，并进行相关评估研究。
一、大气折射率的概念及影响因素大气折射率是指光线由真空进入大气后发生的折射现象。
它与大气中湍流和温度梯度等因素密切相关。
湍流是大气中不稳定的气流运动，会引起折射率的不均匀分布；温度梯度则影响折射率的空间分布。
二、大气折射率对天文观测的影响1. 视觉分辨率的降低大气折射率使得经过大气层的光线发生偏折，导致图像模糊和分辨率下降。
这对于观测天体细节和结构的研究具有重要影响，尤其是在高分辨率的天文观测中，需要进行折射校正以提高精度。
2. 光学干涉仪的误差增加光学干涉仪是天文观测中常用的装置，它通过对光的干涉来测量天体参数。
大气折射率的变化会引起光学路径的差异，导致干涉仪的误差增加，降低观测精度和准确性。
3. 天文观测数据的噪声增加大气折射率变化会引起光线在传播过程中的扩散和散射，导致信号的损失和噪声的增加。
这对于天文观测中的数据分析和处理带来困难，需要进行折射率校正以提高数据的可靠性。
三、大气折射率评估研究方法1. 天文站点选择天文观测站点的选择对于评估大气折射率的影响至关重要。
一般情况下，高海拔地区的大气密度较低，湍流和温度梯度较小，适合进行精密观测。
2. 折射率测量方法折射率的测量可以使用多种方法，如大气水平路径测量、雷达测量、激光测距等。
通过对不同高度和时间段的折射率进行测量和记录，可以得到详细的折射率分布图。
3. 数据分析与模型建立通过对折射率数据的分析和建模，可以了解不同情况下的折射率变化规律和趋势。
这有助于对天文观测数据进行校正和误差修正。
四、大气折射率对天文观测的影响评估案例以某个天文台为研究对象，通过连续观测并记录大气折射率数据，分析其对该天文台观测精度的影响。
通过与其他天文台的对比研究，得出不同地理条件下大气折射率的差异，以及对观测结果的影响程度。
大气中的天文现象揭示大气对天体观测的影响
大气中的天文现象揭示大气对天体观测的影响天文学作为一门科学，通过观测和研究天体现象来揭示宇宙的奥秘。
然而，由于大气层的存在，天文观测常常受到大气的干扰。
本文将探讨大气中的一些天文现象，并说明它们是如何揭示大气对天体观测的影响。
1. 日出和日落日出和日落是大多数人熟悉的天文现象。
当太阳从地平线上升起或落下时，光线要经过大气层的散射和吸收。
由于大气层的折射和散射作用，太阳的位置在地平线上方，并且会出现日出和日落的视觉效果。
这种视觉效果使得天文观测在日出和日落期间受到困扰，因为大气层散射了太阳的光线，使得其他天体的观测变得困难。
2. 天空的颜色白天，天空呈现出蓝色，而夜晚天空则呈现出黑色。
这是因为大气层对光的散射和吸收的结果。
当太阳处于较高的位置时，其光线经过大气层的散射后变为蓝色，使得整个天空呈现出蓝色。
而太阳落下后，没有阳光的照射，大气层几乎不再散射可见光，因此天空呈现出黑色。
这种大气散射现象导致了夜间天文观测的可能性，因为在黑暗的天空下，天体的观测更加清晰。
3. 天气现象云层、雾霾和降水等天气现象也对天文观测产生了重要影响。
云层会遮挡天体的观测，尤其是密集的云层会完全阻挡光线的穿过。
雾霾则会散射光线，使得观测到的天体变得模糊不清。
此外，降水如雨、雪等也会导致观测设备受到破坏，同时阻碍对天体的观测。
这些大气现象需要考虑到天文观测的时间和地点，以确保清晰的观测条件。
4. 大气的折射大气层对光的折射也是天文观测中需要考虑的因素之一。
光线在进入大气层后会根据层状结构的折射率变化而发生弯曲。
这种折射现象导致了看起来天体位置的偏移，特别是在边缘处。
在地平线附近，太阳和月亮看起来更大，这是因为它们的光线经过了较长的路径，大气层的折射使得它们离观察者更近。
5. 大气的稳定性和湍流大气的稳定性和湍流也会影响天文观测的准确性。
不稳定的大气层会导致湍流现象，造成星象的变形和扭曲。
这种湍流现象可以通过建立观测设备在较稳定大气层中的位置来减小，如安装在高山或使用自适应光学技术。
天空背景近红外氧气A带光谱测量与分析
天空背景近红外氧气A带光谱测量与分析张瑜;刘秉琦;陈玉丹;余皓;闫宗群;华文深;李晓明;朱艮春【摘要】为研究被动测距技术中天空背景近红外氧气A带光谱特性,利用高光谱成像光谱仪,对不同天顶角下的天空近红外氧气A带光谱进行测量,并依据被动测距原理,计算出不同天顶角下的天空背景光谱的氧气吸收率.测量结果表明:天空背景光谱在氧气A带中有明显的特征吸收谱线存在,并且天顶角越大天空光谱氧气A带吸收强度越强,氧气吸收率越大.这为后续被动测距的背景抑制和目标光谱准确提取奠定了基础.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2015(045)009【总页数】4页(P1080-1083)【关键词】被动测距;氧气A带;天空光谱;氧气吸收率【作者】张瑜;刘秉琦;陈玉丹;余皓;闫宗群;华文深;李晓明;朱艮春【作者单位】军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003;军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003;军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003;军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003;装甲兵工程学院,北京100072;军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003;军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003;77538部队,西藏拉萨850000【正文语种】中文利用大气对目标辐射的氧气A带的吸收来获取目标距离的被动测距技术受到越来越多的关注,该技术的理论模型由美国的Hawks首次提出[1],并进行了地面和飞行测试[2-5],国内以氧气 A 带(758～778 nm)作为研究对象,对被动测距进行了初步的理论和实验研究[6-12],介绍了带平均透过率数学模型的原理及方法,计算了目标辐射在不同路径下的氧气 A 带的带平均透过率[9-10]；将ABB灯和卤钨灯作为被测光源,进行了近程测距实验,获得了较高的测距精度[12-13]；研究分析了不同太阳高度角对固定点目标测距精度的影响[14]。
大气相干长度强弱的判断
大气相干长度强弱的判断大气相干长度强弱的那些事儿。
大气相干长度可是个很有趣的概念呢。
咱先来说说大气相干长度到底是啥吧。
简单来讲，它就像是大气给光传播捣乱程度的一个小指标。
想象一下，光在大气里传播就像我们在人群里走路，大气里有各种各样的小颗粒、气流啥的，就跟人群里大家的走动、碰撞类似。
大气相干长度强的时候呢，就好像人群比较有序，光传播起来就比较顺畅，受到的干扰比较小；而大气相干长度弱的时候呢，那就像人群特别混乱，光在传播过程中就被各种干扰，就像我们在混乱的人群里走得磕磕绊绊一样。
那怎么判断大气相干长度的强弱呢？这可有点小门道哦。
有一种方法是通过观测一些光学现象来判断。
比如说看星星的时候，如果星星看起来特别稳定，不怎么闪烁，那很可能大气相干长度就比较强。
这就像我们看远处的东西，如果视线很清晰，没有那种晃来晃去的感觉，那就说明中间的干扰比较小嘛。
相反，如果星星一闪一闪的，就像在跟你调皮地眨眼睛，而且闪得特别厉害，那大气相干长度可能就比较弱啦。
这时候光在大气里就像个调皮的小孩，被大气里的各种因素推来推去，导致我们看到的星星就不稳定。
还有一种情况呢，就是看一些激光的传输。
要是激光在大气里传输的时候，光斑的扩散比较小，形状比较规则，那也能说明大气相干长度强。
这就好比我们在一个比较平静的湖面上扔小石子，水波扩散得比较有规律。
要是光斑扩散得特别大，形状乱七八糟的，那就意味着大气相干长度弱啦，就像在湍急的河流里扔东西，一下子就被冲得没影了，变得乱七八糟的。
大气的温度和湿度对大气相干长度的强弱也有很大的影响哦。
在温度比较均匀，湿度也比较稳定的情况下，大气相干长度往往比较强。
这就像大家都处在一个比较舒适、稳定的环境里，都比较守规矩，光传播起来就比较顺利。
可是如果温度一会儿高一会儿低，湿度也忽大忽小的，那就像环境一会儿冷一会儿热，大家都乱了套，大气相干长度就会变弱，光传播就会受到很多干扰。
从高度上来说呢，不同高度的大气相干长度也不一样。
地球自传导致日夜变化及影响天文观测
地球自传导致日夜变化及影响天文观测地球自传是指地球自转一周所需的时间，约为24小时。
这种自转现象导致了日夜的变化，以及对天文观测产生的一些影响。
本文将探讨地球自传引起的日夜变化的原理，以及其对天文观测的影响。
地球自转是地球自身在轴向旋转的运动。
地球上的一天被划分为24小时，分为白天和黑夜两个部分。
当地球自转使太阳直射点落在地球上时，该区域会经历白天，而其他地区则为黑夜。
白天是指太阳升起到落下的时间段，而黑夜则是太阳落下后到日出前的时间段。
地球自传引起的日夜变化对人类的生活和活动产生了巨大的影响。
白天提供了足够的光照，使得人类能够进行日常活动，种植农作物，以及进行各种工业生产。
而夜晚则为人类休息提供了便利，并且为我们观测和研究天文现象提供了极好的机会。
然而，地球的日夜变化也对天文观测带来了影响。
由于地球自转，我们只能在夜晚观测星星、行星以及其他宇宙现象。
而白天由于太阳的强光干扰，天文观测变得非常困难，甚至几乎不可能进行。
夜晚的天空给予了我们观测宇宙的奇妙机会。
在黑暗的背景中，星星和行星发出的光线变得更加明亮和清晰。
天文学家使用望远镜来观测这些光线，并通过收集和分析数据来研究天体物理学、星系演化和宇宙起源等领域。
这些观测有助于我们更好地理解宇宙。
然而，地球自传也会对天文观测带来一些限制。
首先，观测天文现象需要相对较长的时间，以获得更准确的结果。
地球自转的快速性质可能会限制观测时间，特别是对于需要观测数小时或更长时间的现象。
观测时间的限制可能会影响到天文学家对宇宙的深入研究。
其次，地球自传期间的夜间观测也受到其他因素的影响，如天气条件和地理位置。
观测天空的质量和清晰度受到天气状况的影响，如云层、大气湍流和光污染等。
而地理位置的选择也会影响到观测的效果，因为不同地点的视野和观测条件可能不同。
为了克服这些限制，天文学家通常会选择适当的观测时间和地点来最大程度地减少干扰。
他们会根据自己的研究目标和所观测的天体选择最佳的观测时间，并借助先进的天文观测设备来获得高质量的数据。
气象条件对大气颗粒物浓度的时空变化影响分析
气象条件对大气颗粒物浓度的时空变化影响分析引言：大气颗粒物（PM）是指悬浮在空气中的固体或液体颗粒物，它们对空气质量和健康产生重大影响。
而气象条件是PM浓度时空变化的主要驱动因素之一。
本文将探讨不同气象条件对PM浓度的影响，并分析其时空变化特征。
一、温度对PM浓度的影响气温是影响大气中PM浓度的重要气象因素。
气温升高会引起大气层对流加剧，从而促进颗粒物的扩散和稀释。
因此，高温天气下空气中的PM浓度相对较低。
相反，低温天气会导致大气层稳定，PM容易积聚在空气中，形成雾霾等污染事件。
长期以来，温度升高伴随着气候变化，可能会对PM浓度的时空变化产生深远影响。
二、风速对PM浓度的影响风速是另一个重要的气象条件，对PM浓度的时空分布具有显著影响。
较高的风速可以促使颗粒物迅速扩散，从而降低PM浓度。
因此，风速较高的地区往往具有较低的PM浓度。
而风速较低的地区，尤其是城市内部或山谷等地形复杂地区，PM浓度相对较高，易形成污染事件。
风向和风速的变化也会导致不同区域PM浓度的差异。
研究风速和风向对PM浓度的影响，有助于预测城市污染区域和制定相应的环境管理政策。
三、降水对PM浓度的影响降水是净化大气的重要因素，对PM浓度具有明显影响。
降水可以将PM颗粒物带到地面，减少大气中的PM浓度。
特别是暴雨等大量降水，能够降低短期内的PM浓度。
此外，降水对降解大气中的污染物也起到一定的清洗作用。
因此，降水事件对于改善空气质量，减少PM污染有着重要作用。
四、相对湿度对PM浓度的影响相对湿度也是影响PM浓度的重要气象因素。
较高的相对湿度会让PM颗粒物更容易吸湿，并形成较大的颗粒，从而降低颗粒物在空气中的浓度。
而低湿度的情况下，颗粒物容易裂解，增加小颗粒的数量。
因此，相对湿度的变化将导致PM浓度分布的差异。
此外，高湿度环境下，PM颗粒物与空气中的水蒸气发生反应，可能导致二次污染物的形成，对空气质量产生进一步影响。
五、地形对PM浓度的影响地形也是PM浓度时空变化的重要因素。
白天观测恒星测量整层大气相干长度
Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｏ ｏ ｅ ｌ ｙ ｒ ａ ｍ ｏ ｐ ｅ ｉ ｏ ｅ ｅ ｅ ｌ ｎ ｔ ｙ ａ ｕ ｅ ｎ ｆ ｗｈ ｌ ａ ｅ ｔ ｓ ｈ ｒ ｃ ｃ ｈ ｒ ｎｃ ｅ ｇ ｈ ｂ ｏ ｅ ｖ ｎ ｔ ｒ ｎ ｄ ｙ ｉ ｅ ｂｓ ｒ ｉ ｇ ｓａ ｓ ｉ ａ ｔｍ
ｈ ｓ ｆ ａ ｕ ｅ ｉ ｔ ｉ ｅ ｔ ｒ ｓ ｍ ｏ ｅ ｏ ｉ ｕ ｌ ｎ ｄ ｓ ｈ ｎ ｉ ａ ｌ ｒ ｂｖ ｏ ｓｙ ｉ ｕ ｋ ｔ ａ ｎ ｅ ｒｙ ｍｏ ｉ ｇ ｎ ｒ ｎ ．
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【教育资料】人教高中地理 必修一 第二章 《地球上的大气》知识点总结学习专用
第二章地球上的大气2.1 冷热不均引起的大气运动一、大气的受热过程1．大气对太阳辐射的削弱作用吸收作用：平流层中的臭氧主要吸收波长较短的紫外线。
对流层中的水汽和二氧化碳，吸收波长较长的红外线。
反射作用：无选择性,云的反射作用最强。
所以，夏季天空多云时，白天的气温不会太高。
散射作用：散射可以改变太阳辐射的方向，所以日出前的黎明和日落后的黄昏天空是明亮的。
蓝紫光最容易被散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。
2．大气对地面的保温作用大气通过吸收地面长波辐射保持热量，然后通过大气逆辐射补偿地面损失的热量。
3.大气受热过程原理的应用(1)睛朗的天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱，导致昼夜温差大。
因此，深秋至第二年早春，霜冻多出现有睛朗的夜里。
(2)秋冬季节，北方农民常用人造烟幕的办法来增强大气逆辐射，使地面的农作物免遭冻害。
二、热力环流1．概念：冷热不均引起的大气运动，是大气运动最简单的形式2．形成：冷热不均（大气运动的根本原因）→空气的垂直运动→同一水平面气压差异→大气水平运动→热力环流。
注:高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。
3．理解热力环流应注意的问题：①近地面受热，气流上升，形成低压（气温高则气压低），高空则形成高压；近地面冷却，气流下沉，形成高压（气温低则气压高），高空则形成低压。
②在同一地点（垂直方向上），海拔越高，气压越低。
③同一水平面，高压区等压面上凸，低压区等压面下凹（凸高凹低）实例：气压值B=C=E气压值A>B, E>D (海拔越高,气压越低),所以，气压值A>D4．几种常见的热力环流①海陆风：受海陆热力性质差异影响形成的大气运动形式。
白天，在太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气膨胀上升，近地面气压降低（高空气压升高），形成“海风”；夜晚情况正好相反，空气运动形成“陆风”，（白天海风，夜晚陆风）②山谷风：白天，因山坡上的空气强烈增温，导致暖空气沿山坡上升，形成谷风；夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风。
大气污染物对白天辐射与夜间冷却的影响研究
大气污染物对白天辐射与夜间冷却的影响研究大气污染是当今世界面临的重大问题之一，对人类和环境都产生了深远的影响。
在大气污染的研究中，人们越来越关注污染物对白天辐射与夜间冷却的影响。
本文将从多个角度探讨大气污染物对这两个过程的影响。
首先，大气污染物对白天辐射的影响是显著的。
太阳辐射是地球上生命活动所必需的能源来源之一，而大气污染物会影响太阳辐射的传播和到达地面的强度。
例如，颗粒物污染会导致光线散射，使得太阳光无法直接照射到地面，从而降低了地表的辐射强度。
此外，二氧化硫和氮氧化物等大气污染物还可与大气中的水蒸气反应生成硫酸和硝酸等气溶胶，这些气溶胶能吸收、散射和反射太阳辐射，进一步降低太阳辐射的强度。
因此，大气污染物对白天辐射的影响是不可忽视的。
其次，大气污染物对夜间冷却的影响也是非常重要的。
夜间冷却是指地表在夜晚散热至大气中的过程，其具有保持环境稳定和生态平衡的重要作用。
然而，大气污染物会阻碍夜间冷却过程的进行。
大气中的颗粒物和气溶胶能够吸收和辐射地表辐射能，在夜间形成较温暖的“热岛”效应，使得地表温度无法有效降低。
此外，大气中的水蒸气也会通过水汽输送作用，将地表散热带走，进一步减弱夜间冷却的效果。
因此，大气污染物对夜间冷却的影响可能导致城市和工业区域出现“热岛”效应，加剧了城市高温和气候变暖等问题。
此外，大气污染物对白天辐射与夜间冷却还存在着相互作用和复杂的关系。
一方面，白天辐射受大气污染物的影响会降低，导致地表温度上升，从而影响夜间冷却过程。
另一方面，夜间冷却受到大气污染物的影响较大，会导致大气中的水蒸气减少，降低了大气中的湿度，进而影响白天辐射的传播和地表的辐射强度。
因此，大气污染物对白天辐射和夜间冷却的影响具有相互链接的特点。
为了更好地理解和研究大气污染物对白天辐射与夜间冷却的影响，科学家们采用了多种方法。
例如，地面观测站点能够收集和记录相关的气象和环境数据，用于分析大气污染物的浓度和辐射变化之间的关系。
白昼天光背景亮度的统计研究
Figure: 天空背景亮度 2011 年日分布。
Zhao M Y ( )
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October 16, 2016 15 / 20
统计参数
(a)
(b)
Figure: 天空背景亮度的数值分布。
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October 16, 2016 16 / 20
统计参数
(a)
(b)
仪器散射光
Zhao M Y ( )
Figure: 扣除散射光。
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October 16, 2016 12 / 20
1. 简介 2. 数据处理 3. 数据统计 4. 总结
Zhao M Y ( )
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October 16, 2016 13 / 20
采样情况
Figure: 选址组 2011 年在丽江观测站采集的天空背景亮度。
总结实现了大量天空背景亮度观测数据的自动化处理对仪器散射光进行了校正
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白昼天光背景亮度的统计研究
赵明宇
Yunnan Observatories Chinese Academy of Sciences
October 16, 2016
Zhao M Y ( )
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October 16, 2016 1 / 20
Zhao M Y ( )
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October 16, 2016 19 / 20
白天CCD观星可探测极限星等值分析
! ! 从式 （" ） 来看， 因为星光是平行光， 星光的信号强度不依赖于探测器视场， 而背景光与系统的立体角 （视场）
$**C?""?$@ ； ! ! 修订日期： $**+?*"?"" ! 收稿日期： 基金项目： 中国科学院方向性创新项目资助课题； 中国科学院合肥物质科学研究院院长基金资助课题 作者简介： 魏合理 （ "#CG —） ， 男， 博士， 研究员， 主要从事大气辐射传输和卷云的红外辐射传输研究；M’N=OP LO&QI( LR( RS。
! 第 "# 卷! 第 $ 期 ! $**+ 年 $ 月
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文章编号： ! "**"?@A$$ （ $**+ ） *$?*"B+?*C
白天 !!" 观星可探测极限星等值分析
［ @?G ］ 的减小而减小。因此， 采用滤光片滤除短波辐射将会提高白天对恒星目标的探测能力 。
! ! 不同高度、 不同太阳几何方位和观测几何方位的天空背景辐射不同， 因此， 所能探测星等极限值会因这些 条件变化有很大差别。本文首先介绍用 997 加上光谱滤波片进行恒星探测所能探测到星等极限值的计算方 法， 然后计算分析各种天空背景辐射下的可探测星等极限值， 为有关白天观星的工程提供参考。
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４ ４ ， 大 了选 星跟 踪 范 围， 实 了该 消噪方 法 应用 于 提 高仪 器 测 量 精度 的可 行 性和 白天 星 ３％ 扩 证 像 质心提 取 的准确 性 。 关 键词 ： 大气 光学 ； 夜 大气相 干长 度仪 ； 差分 析 ； 空 背景 ； 昼 误 天 图像 抑 噪
中 图分类 号 ： Ｐ ９ Ｔ３１ 文 献标 识码 ： Ａ Ｄ ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ —０ ８ ２ １ ． ８ ０ ９ ＯＩ １ ． ９ ９ ｊｉ ．０ １５ ７ ．０ ２ ０ ． １ ｓ
度 。本 文针 对 白天 强 天 空 背 景 光 环 境 下 Ｃ Ｄ 图像 Ｃ 传感器 噪声 的特 点 建立 仿 真 模 型 ， 据 实 际测 量 要 根
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白天 天 空 背 景对 昼 夜 大气 相 干 长 度仪 数据 影 响
陆茜茜 ， 侯再 红 靖 ， 旭 贺巧妙 ， ， 何 枫 吴延 徽 ，
（． １ 中国科学 院安徽光学精密机械研究所 中国科学 院大气成分与光学重点实验室 ， 安徽 合肥 ２ ０ ３ ３０ １
２ 中 国 科 学 院 研 究 生 院 ， 京 １０ ４ ） ． 北 ００ ９
昼 夜 大气 相 干 长 度 仪 采 用 双 孔 径 差 分 像 运 动 （Ｉ Ｄ ＭＭ） 原理 测 量 大 气 相 干 长度 ｒ ＇ １是 其 实 法 ｎ图 验 系统 示 意图 。在 与两 子 孔径 中心 连线 平 行 （ 即纵 向位 置 ） 垂直 （ 和 即横 向位 置 ） 的方 向上 分别 计 算两
Ａｎ ｉＩ ｓｉｕ ｅｏ ｔｃ ｎｄ Ｆｉ ｅ Ｍ ｅ ｈａ ｉ ｓ Ｃｈ ｎ ｓ ａ ｍ ｙ ｏ ｉｎ ｅ， ｆｉ２３ ０３１， ｉ ａ； ｈｕ ｎ ｔｔ ｔ ｆＯｐ ｉｓ ａ ｎ ｃ ｎ ｃ ， ｉ ｅ ｅ Ａｃ ｄｅ ｆＳｃｅ ｃ Ｈｅｅ ０ Ｃｈ ｎ
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９２ ２
激 光 与 红 外
第４ ２卷
白天天 空背 景光 亮 度 高 ， 夜 大 气相 干 长度 仪 昼 采 集 的图像 含有 大量 噪声 ， 噪 比大 大低 于夜 晚观 信
景下 Ｃ Ｄ噪声 引起双像 质心纵 向位置方差为 ： Ｃ ， 仪器测 出的双像 质 心纵 向位 置方差 为 ， 么 真正 那
２ Ｇ ａｕｔ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｈｎｓ ｃｄｍｙｏ Ｓ ｉ ｃｓＢ ｉｎ ０ ０９ Ｃ ｉａ ． ｒｄａ ｎｖ ｓｙ ｆ ｉｅｅＡ ａ ｅ ｆ ｃ ｎｅ ， ｅｉｇ１０ ４ ， ｈｎ ） ｅ ｅ ｉ Ｃ ｅ ｊ
Ａｂｓｒ ｔ： ｙ ｎｉｈ ｔ ｓ ｈ ｒｃｃ ｈｅｅ ｅ ｌｎｇｈ ｍｏ ｉｏ ｅ ｌｚ ｓ ａｌｗｅ ｔ ｒ ｓａ ｓ ｏ ｓ ｒ ａ ｉｎ． ｔｉ ｏ ｖ ｎｔ ｎａ ｔａｃ Ｄａ — ｇ ｔａｍｏ ｐ ｅ ｉ ｏ ｒ ｎｃ ｅ ｔ ｎ ｔｒ ｒ ａｉｅ ｌ— ａｈｅ ｔ ｒ ｂ ｅｖ ｔｏ Ｉ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｉ ｌ ｏ
摘 要 ： 夜 大气 相干 长度仪 实 现 了全 天候 连 续观 测恒 星 ， 一种 大 气相干 长度 的 常规观 测仪 昼 是 器 。 主要分 析 了白天 天 空背景 光 引起 的大气相 干 长度 测 量 误 差 ， 出 了适 合 于工 程 应 用 的 图 提
像 消 噪方 法 ， 并进 行 了数值 仿 真 ， 果表 明 ： 消 噪方 法 能有 效 抑 制 白天 天 空背 景 引起 的 图像 结 该 传 感器 噪 声 ， 其在 最大 天 空亮度观 测 ３ ５等 星 时所 引起 的大 气 相干 长度 测 量 误 差减 小到 １ 使 ． ．
ｎｏｓ ｕ ｐｒ ｓｉ ｎ ｉｅ ｓ ｐ ｅ ｓｏ
１ 引 言
察 恒 星的方 式 。 白天 以 星光 为 信 标 ， 噪 比远不 及 信
观 测太 阳 ， 天空 背景对 测量 精度 影 响较大 ， 需考 虑不 同信 噪 比时的测量 误 差 。昼 夜 大气相 干 长度仪 通过
在整 层大 气激 光传 输和 自适应 光 学相位 校正 技
导星 、 跟踪 及 动 态 测 量 等 任 务 ， 由于 星 体 位 置 不 可 知， 系统跟 踪运 算 量 较 大 。根 据 大气 湍 流 倾 斜 项 的 特征频 率 ， Ｃ Ｃ Ｄ相 机 的采 样 速度 为 ３ ｓ 当有 薄 云 ０ｆ ， ／ 进入 视场 时需 对 天空 背 景 实 时 重构 ， 图像 处 理 速 度 要够 快 。 因此 ， 用运算 量小 、 采 处理 速 度快 的邻 域平 均法 与 阈值分 割法 来抑 制 噪声提 取 目标 。邻 域 平均
基金项 目： 国家“ ６ ” ８ ３ 高科技项 目资助。 作者简介 ： 陆茜茜 （ ９５一） 女 ， １８ ， 硕士 研究生 ， 主要从 事大气 湍 流光学测量仪器设计 的研究。Ｅｍａ ：ｑａｌ＠１３ ｔｍ － ｉ ｑｉｎｕ ６ ．ｏ ｌ 收 稿 日期 ：０ １１－３； 订 日期 ：０２０ —３ ２ １ －２１ 修 ２ １ －１１
术 领域里 ， 大气 相 干 长度 是 用 来 描 述 大气 湍 流 强 度 的重要参 量 。天文 观 测 中 ， 常 把 大气 相 干 长 度 也 当作视 宁度 的度量 ， 天 文 台建 台选 址 的重 要 指 标 是 之一 。 目前 ， 广泛 使用 的整 层 大 气相 干长 度 测 量 仪 器采取 晚上 观ｉ 叵星 ， 贝 白天 观 测 太 阳边 缘 一 点 的 观 测方式 ｊ 白天 以太 阳光 为 信 标 ， 噪 比非 常 。 信
ｉ ｓ ｕ ｎ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｈ ｔ ｓ ｈ ｒ ｏ ｅ ｅ ｃ ｅ ｇｈ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｍａ ｎｙ ａ ａｙ ｅ ｈ ａ ｕ ｅ ｎ ｒｏ ａ ｓ ｄ ｂ ｎ ｔ ｍｅ ｔｔ ａ ｕ ｅ ｔ ｅ ａｍｏ ｐ ｅ ｃ ｃ ｈ ｒ ｎ ｅ ｌ ｎ ． ｈ ａ ｅ ｉ ｌ ｎ ｌ ｚ ｓ ｔｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｒ ｒｃ ｕ ｅ ｙ ｒ ｉ ｔ ｅ
由大 气湍 流扰 动引 起 的双像 质心 纵 向位置 方差 为 ：
２
＝
测 ， 重影 响大气 相 干长度 的测 量精 度 。与此 同时 ， 严
恒星 的微 弱信标 光 完全 淹 没 在 天 空 背景 光 中 ， 图像 对 比度 极低 ， 目标 图像 的识 别 与 计 算 带来 很 大难 给