2016年北大西洋的空中风 lidar 观测，用于卫星任务 Aeolus 启动前的验证

摘要。为了准备由欧洲航天局进行的卫星任务 Aeolus，在北大西洋波导和下游影响实验（NAWDEX）框架内进行了空中风 lidar 观测，采用了卫星仪器的原型 ALADIN 空中演示器（A2D）。直接探测多普勒风 lidar 系统由一个在 355 nm 操作的频率稳态 Nd:YAG 激光器、一个 Cassegrain 望远镜和一个双通道接收器组成。后者包含一个 Fizeau 干涉仪和两个串联的 Fabry–Pérot 干涉仪，通过分析 Mie 和 Rayleigh 后向散射信号来测量视线（LOS）风速。补充设计的好处通过2016年9月27日和10月4日北大西洋与喷流相关的强风切变的空中观测得以证明，在多种大气条件下获得了高数据覆盖率。本文还强调了准确的地面探测对 Rayleigh 和 Mie 响应校准及风速获取的重要性。利用为 NAWDEX 活动开发的探测方案，获得的地面回波信号被用于系统风速误差的校正。通过与同时运行的 DLR 相干风 lidar 进行比较，验证了仪器性能和获取算法，显示 A2D LOS 风速的系统误差小于 0.5 m s−1，随机误差在 1.5 m s−1（Mie）到 2.7 m s−1（Rayleigh）之间。