大气中水汽和液水谱分辨的拉曼激光雷达测量

利用我们自主研制的世界第二台大气水拉曼激光雷达进行观测，我们发现晴空条件下大气水拉曼谱谱形具有普适的特征（主要受水汽支配），它可以作为不同天气条件下辨识其它相态的水（液水和冰水）谱的背景（见图 1）。我们还首次测量了大气液水层的拉曼谱（见图 2），发现(1)大气液水层的拉曼谱与现有水拉曼谱知识（理论和实验室bulk water的测量）不一致，可望激起新的理论和观测研究；（2）测量大气液水的谱位置不应是现在所取的404nm，而是更短的波长（e.g. 402nm)。该工作已发表在[Liu and Yi, Applied Optics, 2013]上，我们认为，这是极其重要的测量和新发现，将推动大气水激光雷达探测研究的发展。

图 1  晴空大气条件下，在5个不同夜晚观测的大气水拉曼谱（高度积累1.0-1.8km）。注意在5个不同夜晚观测的水拉曼谱谱形具有普适的特征

图 2  两个不同时刻液水层的拉曼谱（红色：2000-2100LT on 1 Jan.2013，兰色：0600-0700LT on 2 Jan. 2013）。为了比较，晴空条件下的结果由紫色曲线给出