[科普中国]-云高计

简介

云高计是使用激光或其他光源来确定云底的高度的装置。气溶胶也可用于测量大气中的气溶胶浓度。

使用可见光的测光仪有时对鸟类来说是致命的，因为动物变得迷失光束，并遭受与其他鸟类和结构的疲惫和碰撞。在最严重的记录下，非激光光束事件中，来自53个不同物种的大约50,000只鸟在美国华纳罗宾斯空军基地在1954年的一个晚上死亡。

分类激光扫描仪激光扫描仪使用不可见的激光来观察云底。 不推荐使用近光度计等双筒望远镜等光学仪器，因为仪器中的镜头可能会集中光束并损伤眼睛。飞机可以安装在飞机到跑道的角度上。1

光学鼓室测光仪使用三角测量来确定投射到云底部的光斑的高度。 它基本上由旋转投影仪，检测器和记录器组成。 投影机以与旋转不同的角度向天空发射强烈的光束。 位于离投影仪固定距离的检测器使用垂直指示的光电探测器。 当它检测到来自云底的投射光返回时，仪器记录角度，计算给出云的高度。

激光测光仪激光测光仪由垂直指向的激光器和位于相同位置的接收器组成。持续时间为纳秒的激光脉冲通过大气传送。当光束通过大气时，微小的光线被气溶胶散射。通常，所讨论的颗粒的尺寸在尺寸上与激光的波长相似。这种情况导致三重散射。这个散射光的一小部分被引回到激光雷达接收器。接收信号的定时可以通过使用光速转换成空间范围z。那是

其中c是空气中的光速。

以这种方式，激光的每个脉冲导致大气中气溶胶浓度的垂直分布。通常，为了增加信噪比，许多单独的分布将被平均，并且以秒的时间尺度报告平均分布。与背景水平相比，云层或水滴的存在导致非常强的返回信号，这允许容易地识别云高度。2

对于云底确定目的，由于测光仪能够吸收空气中的任何颗粒（灰尘，沉淀，烟雾等），将偶尔发出错误的读数。例如，根据所使用的阈值，即使天空清澈，落下的金刚石粉尘（冰晶）也可能导致天花灯报告云高度为零。

使用这些最后的属性，光晕仪将有其他用途。由于仪器将注意到任何回报，可以通过查看返回的能量的整个模式来定位其发生的任何微弱层，另外是云的基础。此外，扩散发生的速率可以通过在透明空气中返回到测井仪的减少部分来指出，给出光信号的消光系数。使用这些数据可以提供垂直可见度和可能的空气污染物浓度。这是研究开发的，可以用于操作目的。

火山灰检测在新西兰，MetService在商业机场运营了一个用于云底测量的激光测距仪网络。这些传感器也用于映射火山灰云，以允许商业空中交通，以避免由灰分造成的损害。3