一种海气边界层气溶胶的通量反演方法、装置及介质

技术特征：
1.一种海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，应用于多普勒激光雷达，包括：确定定标常数；根据所述定标常数获取气溶胶后向散射系数的实际值和气溶胶消光系数的实际值；获取所述气溶胶后向散射系数的理论值和所述气溶胶消光系数的理论值，并根据所述气溶胶后向散射系数的实际值、所述气溶胶消光系数的实际值、所述气溶胶后向散射系数的理论值和所述气溶胶消光系数的理论值反演气溶胶数密度浓度分布；根据所述气溶胶数密度浓度分布获取气溶胶质量浓度；获取所处环境的径向风速，以反演三维风场；确定三维风速的脉动值与所述气溶胶质量浓度的脉动值，以获取用于表征所述气溶胶质量浓度的通量值。2.根据权利要求1所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，在所述确定定标常数之前，还包括：去除噪声；确定后向散射功率，并对所述后向散射功率归一化处理；校正距离平方、脉冲能量以及外差效率。3.根据权利要求2所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，所述确定定标常数包括：以分子后向散射系数廓线作为初始值输入，对校正后的回波廓线进行迭代；判断所述回波廊线是否收敛；若是，对收敛后的回波信号进行积分，以获取第一气溶胶光学厚度；获取第二气溶胶光学厚度，并根据所述第一气溶胶光学厚度和所述第二气溶胶光学厚度确定所述定标常数，其中，所述第一气溶胶光学厚度未经过校正，所述第二气溶胶光学厚度为测量值；若否，返回所述以分子后向散射系数廓线作为初始值输入，对校正后的回波廓线进行迭代的步骤。4.根据权利要求3所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，所述根据所述定标常数获取气溶胶后向散射系数的实际值和气溶胶消光系数的实际值，包括：确定收敛后的回波信号与所述定标常数的乘积；将所述乘积作为所述气溶胶后向散射系数的实际值；根据气溶胶类型获取激光雷达比，将所述气溶胶后向散射系数的实际值与所述激光雷达比的乘积作为所述气溶胶消光系数的实际值。5.根据权利要求3所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，所述获取所述气溶胶后向散射系数的理论值和所述气溶胶消光系数的理论值，包括：根据第一类fredholm积分方程反演气溶胶光学特性，其中，所述气溶胶光学特性至少包括所述气溶胶后向散射系数、所述气溶胶消光系数以及气溶胶光学厚度；在气溶胶粒径范围和复折射率范围内确定不同组的权重因子；根据各组的所述权重因子确定对应组的所述气溶胶后向散射系数和所述气溶胶消光系数的理论值。
6.根据权利要求5所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，反演所述气溶胶数密度浓度分布，包括：获取各组的所述气溶胶消光系数和所述气溶胶后向散射系数的理论值与实际值的标准偏差；获取最小标准偏差的组的所述权重因子，以反演所述气溶胶数密度浓度分布。7.根据权利要求5所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法，其特征在于，所述根据所述气溶胶数密度浓度分布获取气溶胶质量浓度，包括：对所述粒径范围内的所述气溶胶数密度浓度分布进行积分，以得到所述气溶胶体积浓度；获取主导气溶胶的典型密度值；确定所述气溶胶体积浓度与所述典型密度值的乘积，以作为所述气溶胶质量浓度。8.一种海气边界层气溶胶的通量反演装置，其特征在于，包括：第一确定模块，用于确定定标常数；第一获取模块，用于根据所述定标常数获取气溶胶后向散射系数的实际值和气溶胶消光系数的实际值；第二获取模块，用于获取所述气溶胶后向散射系数的理论值和所述气溶胶消光系数的理论值，并根据所述气溶胶后向散射系数的实际值、所述气溶胶消光系数的实际值、所述气溶胶后向散射系数的理论值和所述气溶胶消光系数的理论值反演气溶胶数密度浓度分布；第三获取模块，用于根据所述气溶胶数密度浓度分布获取气溶胶质量浓度；第四获取模块，用于获取所处环境的径向风速，以反演三维风场；第二确定模块，用于确定三维风速的脉动值与所述气溶胶质量浓度的脉动值，以获取用于表征所述气溶胶质量浓度的通量值。9.一种海气边界层气溶胶的通量反演装置，其特征在于，包括存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的海气边界层气溶胶的通量反演方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种海气边界层气溶胶的通量反演方法、装置及介质，应用于海洋探测技术领域，通过确定定标常数，并根据定标常数获取气溶胶后向散射系数的实际值和气溶胶消光系数的实际值，获取气溶胶后向散射系数和气溶胶消光系数的理论值，并根据所获取的两个理论值与实际值反演气溶胶数密度浓度分布，获取气溶胶体积浓度以及气溶胶质量浓度，最后根据径向风速反演三维风场，并确认三维风速的脉动值与气溶胶质量浓度的脉动值，从而获取用于表征气溶胶质量浓度的通量值。可见，此方法通过多普勒激光雷达以打破只能在固定高度进行反演的局面，并且通过径向风速反演三维风场，可以对海气边界层内的气溶胶通量探测，提高了探测性。性。性。


技术研发人员：王筱晔 王琪超 吴松华 刘秉义 李荣忠
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/6/28