planetar prin tehnici lidar - pub.ro€¦ · investigarea stratului limită planetar prin tehnici...

Investigarea stratului limită planetar prin tehnici LIDAR

Student: Dandocsi Alexandru Facultatea de Științe Aplicate, Universitatea Politehnica, București

Coordonatori științifici: Ș.L. Dr. Liliana Preda

C.Ș. I Dr. Doina Nicolae

Introducere

Procese de interacție Laser – atmosferă

Aerosolul atmosferic – proprietăți

Teledecția Laser

Determinarea stratului limită planetar

Concluzii

Cuprins

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Motivație

Atmosfera – scară locală, scară globală

Stratul limită planetar - procese meteorologice

Cunoașterea structurii și proprietăților - Calitatea aerului

http://www.theozonehole.com/atmosphere.htm

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Teledetecția Laser

Principiul de funcționare

LIDAR vs RADAR

De ce LIDAR?

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Aerosolul atmosferic Sistem polidispers

Dimensiune – mod nucleație, mod acumulare, mod particule gigant

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

I0

Sursa de lumină (λ)

Reflexie (λ » D)

Molecule

Aerosoli

Nori

Împrăștiere

Raman

(λ`=λ ±λI,V

)

Împrăștiere

Rayleigh

(molecule)

(λ ≫D) Împrăștiere Mie

(aerosoli)

λ ≈ D

Difracție

Refracție

Fluorescenţă (λ`>D)

I

D = diametrul moleculei /particulei

Procese de interacție

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Puterea retroîmprăștiată S(Z,λ)

𝑆 𝜆𝐷, 𝑍 = 𝑆 𝜆𝐿, 𝑍0 ∙ 𝐶𝑆 𝑍𝐴0

𝑍2 𝛿𝑍 ∙ 𝛽𝑎𝑡𝑚 𝜆𝐷, 𝜆𝐿, 𝑍 ∙

𝑇→ 𝜆𝐿, 𝑍 ∙ 𝑇← 𝜆𝐷, 𝑍

Semnal corectat cu distanța (Range Corrected Signal)

𝑅𝐶𝑆 𝜆𝐷, 𝑍 = 𝑆 𝜆𝐷, 𝑍 ∙ 𝑍2

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Ecuația LIDAR

Profil vertical

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Profil RCS

Rezoluția spațială

RCS - smooth

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Derivare și smooth

Intensitate semnal proporțional cu concentrația

Peak negativ – prezența straturilor

Grafic culoare

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Grafic pe coduri de culoare

Concentrația de aerosoli

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

09.07.2012 – 12.07.2012

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Caracteristica diurnă

Intruziune de aerosoli

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Altă sursă de aerosoli

Distincția între intruziune și stratul limită planetar

Determinarea PBL din date de radiosondaj

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Date relative

Date de radiosondaj

Gradient vertical al temperaturii potențiale virtuale

𝜃𝑣 = 𝜃 1 + 0.61 ∙ 𝑟

Poziția stratului limită planetar

GDAS

Corelarea datelor

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Comparația metodelor

Variația diurnă cu ajutorul datelor RCS

Legi empirice ale programului

Rezoluții temporale și spațiale

Îmbunătățire program

Continuare

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Concluzie

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Stiințe Aplicate, Dandocsi Alexandru, licență iulie 2014