李 强

（连云港师范高等专科学校 物理系，江苏 连云港222001）

0 引言

大气风场是气象学研究、气候研究和大气科学中最重要的参数之一。 高精度、高分辨率的全球大气风场观测在气象研究、天气预报、大气环境监测和国防高技术战略战术武器系统的气象保障、靶场气象条件检测等方面都具有广泛的应用。 与其它风场测量手段相比，直接探测多普勒测风激光雷达是目前唯一能够实现对全球范围的三维风场进行高精度、高时空分辨率探测的工具。 而基于Fabry-Perot 标准具的双边缘技术是迄今最成熟、最有效的直接多普勒探测方法，它能够实现从地面到平流层范围的风场探测。

1 多普勒测风激光雷达概述

多普勒测风激光雷达属于主动测量系统，它向大气发射激光脉冲并测量不同高度上返回信号的多普勒频移，从而实现对大气风场的观测。 多普勒频移是散射物体沿激光雷达径向的相对运动产生的，对应于测量体积的平均速度。 测量体积是由最大积分长度、高度分辨率和激光束宽度决定，并沿预定的不同方向上交替地连续测量。

激光雷达探测的回波信号主要来自于大粒子的米散射和大气分子的瑞利散射。 对于米后向散射，多普勒频移光的散射谱近似等于发射激光的频谱， 只是由于在测量体积内风的变化会有略微的展宽；对于分子散射，空气分子的布朗运动是主要的散射谱展宽原因，其宽度相当于风速为几百米/秒的多谱勒频移， 因此平均空气运动产生的多普勒频移只占谱宽的一个非常小的部分，这比气溶胶散射小很多。……