Luận án Tiến sĩ Vật lý: Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng vật lý của son khí trong tầng khí quyển

Luận án nghiên cứu,xây dựng và phát triển một hệ lidar tích hợp ghi nhận tín hiệu tán xạ Raman và tín hiệu tán xạ đàn hồi theo hai kênh phân cực. Mục đích xây dựng hệ lidar có khả năng khảo sát tới độ cao trên 20 km hoạt động đa kên hở cả chế độ đo tương tự và chế độ đếm photon. Từ dữ liệu ghi nhận của hệ lidar xác định các tham số vật lý đặc trưng của son khí trong miền quan trắc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng vật lý của son khí trong tầng khí quyển BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN VẬT LÝ ---------------- BÙI VĂN HẢISỬ DỤNG KỸ THUẬT LIDAR NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG KHÍ QUYỂN LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62 44 11 01 Người hướng dẫn khoa học PGS. TS. ĐINH VĂN TRUNG GS. TS. NGUYỄN ĐẠI HƯNG Hà Nội 2014BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN VẬT LÝ ---------------- BÙI VĂN HẢISỬ DỤNG KỸ THUẬT LIDAR NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG KHÍ QUYỂN LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Hà Nội. 2014 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến PGS. TS. Đinh Văn Trung thầy đãhướng dẫn, giúp đỡ và cho tôi một không gian làm việc chuyên nghiệp trongsuốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin bày tỏ sự kính trọng tới GS. TS. Nguyễn Đại Hưng. Thầy là tấmgương và là người định hướng cho tôi trong chuyên môn khi tôi tham gia học tậpvà nghiên cứu tại Viện Vật lý từ năm 2007, thời gian làm nghiên cứu sinh cũngnhư thời gian học tập tiếp sau này. Tôi cũng muốn được gửi lời cảm ơn tới các cô, các chú, các anh, các chịvà toàn thể các bạn trong Trung tâm Điện tử học lượng tử, Trung tâm Vật lý kỹthuật, Phòng Quản lý Tổng hợp và Phòng Sau đại học của Viện Vật lý đã dànhcho tôi những tình cảm chân thành cùng sự giúp đỡ tốt nhất để tôi được học tập,trao đổi công việc và chia sẻ cuộc sống. Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Bùi Văn Hải Lời cam đoan Luận án với tiêu đề “Sử dụng kỹ thuật lidar nghiên cứu đặc trưng vật lýcủa son khí trong tầng khí quyển” được thực hiện tại Trung tâm Điện tử họclượng tử, Viện Vật lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sựhướng dẫn của PGS. TS. Đinh Văn Trung và GS. TS. Nguyễn Đại Hưng. Tôi xin cam đoan đây là kết quả làm việc của Nhóm lidar và cá nhân tácgiả dưới sự hướng dẫn chính của PGS. TS. Đinh Văn Trung. Các số liệu và kếtquả nêu trong luận án là trung thực và chưa được công bố trước đây cả trong vàngoài nước. Tác giả Bùi Văn Hải MỤC LỤCDanh mục các ký hiệu, chữ viết tắt và tiếng Anh ........................................... iDanh mục các đồ thị và hình vẽ ....................................................................... iiDanh mục các bảng biểu ................................................................................... viiiMở đầu ............................................................................................................... 1Chương ICơ sở lý thuyết khảo sát các đặc trưng vật lý của son khí trong khí quyểntrái đất ................................................................................................................ 61.1. Khí quyển trái đất ......................................................................................... 6 1.1.1. Cấu trúc khí quyển ............................................................................... 6 1.1.2. Son khí tầng thấp ................................................................................. 11 1.1.2.1. Lớp son khí bề mặt...................................................................... 13 1.1.2.2. Lớp son khí tự do tầng thấp ........................................................ 16 1.1.2.3. Vai trò của son khí tầng thấp ...................................................... 16 1.1.2.4. Các đặc trưng cơ bản của lớp son khí tầng thấp ......................... 24 1.1.3. Mây Ti tầng cao ................................................................................... 24 1.1.3.1. Cơ chế hình thành mây Ti ........................................................... 24 1.1.3.2. Vai trò của mây Ti đối với khí quyển tầng đối lưu ..................... 32 1.1.3.3. Các đặc trưng cơ bản của mây Ti ............................................... 33 1.1.3.4. Kỹ thuật khảo sát mây Ti ............................................................ 341.2. Các kỹ thuật quan trắc khí quyển ................................................................. 351.3. Kỹ thuật lidar ............................................................................................... 37 1.3.1. Nguyên lý cấu tạo hệ lidar ................................................................... 37 1.3.2. Tương tác của bức xạ với khí quyển.................................................... 42 1.3.2.1. Lý thuyết tán xạ Rayleigh ........................................................... 43 1.3.2.2. Lý thuyết tán xạ Mie ................................................................... 48 1.3.2.3. Lý thuyết tán xạ Raman ..................................... ...