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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
このドキュメントで大気ライダーを表すために使用されるライダー (「光検出と測距」) は、風、雲、エアロゾル、ガスなどのさまざまな気象パラメーターにおける大気汚染物質のリモート センシングに価値のあるシステムであることが証明されています。サイズ分布、化学組成、粒子の形状、ガス濃度などの探査対象の広範な光学的および物理的特性、および可視性、吸光、後方散乱などの大気の光学的特性は、LIDAR を使用して取得できます。このような大気中のターゲットは、たとえば、選択した特定の範囲に連続波ビームを集束させることにより、視線に沿って空間的に分解できます。測定は、電磁放射がターゲットの検出に使用されるため、直接接触せずに任意の方向で実行できます。したがって、ライダーシステムは、従来の現場測定技術を補完します。 in situまたはポイント測定法では十分に実行できない多くのアプリケーションに適しています。
LIDAR を使用して大気の風を測定する方法はいくつかあります。最も一般的に使用される 4 つの方法は、ヘテロダイン パルスドップラー風ライダー (ISO 28902-2:2017 [1]を参照)、ヘテロダイン連続波ドップラー風ライダー、直接検出ドップラー風ライダー、共鳴ドップラー風ライダー (中間圏ナトリウムに一般的に使用される) です。レイヤー測定)詳細については、参考文献 [2] および [3] を参照してください。
このドキュメントでは、(モノスタティック) ヘテロダイン連続波ドップラー LIDAR の使用について説明します。
Introduction
Lidars (“light detection and ranging”), used in this document to designate atmospheric lidars, have proven to be valuable systems for the remote sensing of atmospheric pollutants in various meteorological parameters, such as wind, clouds, aerosols and gases. Extensive optical and physical properties of the probed targets, such as size distribution, chemical composition, shape of the particles and gas concentration, and optical properties of the atmosphere, such as visibility, extinction and backscatter, can be retrieved using lidars. Atmospheric targets such as these can be spatially resolved along their line of sight by, for example, focusing the continuous-wave beam at the chosen specific range. The measurements can be carried out without direct contact and in any direction as electromagnetic radiation is used for sensing the targets. Lidar systems, therefore, supplement the conventional in situ measurement technology. They are suited for a large number of applications that cannot be adequately performed by using in situ or point measurement methods.
There are several methods by which lidar can be used to measure atmospheric wind. The four most commonly used methods are heterodyne pulsed Doppler wind lidar (see ISO 28902-2:2017 [1]), heterodyne continuous-wave Doppler wind lidar, direct-detection Doppler wind lidar and resonance Doppler wind lidar (commonly used for mesospheric sodium layer measurements). For further reading, refer to References [2] and [3].
This document describes the use of (monostatic) heterodyne continuous-wave Doppler lidar.