【摘要】：氣溶膠廣泛存在于地球大氣中,對大氣輻射傳輸具有顯著影響,并進一步影響到天氣過程和氣候變化。要研究氣溶膠對大氣輻射傳輸過程的影響,首先必須要研究氣溶膠粒子的光學特性。此外,正確地認識大氣氣溶膠粒子的光散射特性是氣溶膠組分識別和反演的基礎。然而,氣溶膠微觀特性的復雜性為其光學特性研究帶來了很大困難,本論文構建了簡化的氣溶膠粒子模型并評估了該模型模擬激光雷達氣溶膠返回信號的有效性。黑炭和沙塵氣溶膠是對全球氣候影響很大的兩種氣溶膠類型,沙塵氣溶膠占大氣氣溶膠總質量的50%左右,黑炭氣溶膠是由化石能源和生物燃料不完全燃燒產生的。沙塵在傳播過程中會與黑炭混合,導致評估它們對輻射傳輸的影響更加困難。本文構建了多參數超橢球模型用來模擬沙塵氣溶膠粒子,相比常用的橢球模型,具有高幾何自由度且可模擬粒子凹凸性等優(yōu)勢。本文用分形結構來模擬黑炭氣溶膠粒子,沙塵黑炭混合氣溶膠粒子用超橢球模型和分形黑炭模型的疊加來模擬。在激光雷達遙感中,所測量的后向散射比(退偏比、色比和雷達比)是進行氣溶膠組分識別和相關數據產品反演的重要參數�；诔瑱E球和分形黑炭模型,本文采用不變嵌入T矩陣法計算了在三個波長下(0.355、0.532和1.064 μm)沙塵和沙塵黑炭混合氣溶膠的后向散射特性。另外本文還對比了接觸混合與非接觸混合沙塵黑炭混合氣溶膠光散射特性的差異,結果表明接觸混合對退偏比和雷達比有很大影響。為了評估上述模型的適用性,本文將理論結果和實驗室、星載以及地基激光雷達觀測結果進行了對比,結果發(fā)現純凈沙塵和污染沙塵的退偏比、色比和雷達比的觀測數值與本文的理論模擬結果具有一致性,這些結果證實了模型的合理性,并為其今后在大氣輻射傳輸中的應用提供了理論依據。
【圖文】：

圖１．３單粒子散射光偏振狀態(tài)示意圖。逡逑假設入射光是平行偏振光，用平行豎線代表該偏振狀態(tài)，則它與粒子相互作用后的后向散射逡逑光偏振狀態(tài)可能會發(fā)生改變，用點來表示垂直偏振光。圖１．３表示一束平行偏振光受到粒子逡逑散射后返回的后向散射光變成了部分平行偏振光和部分垂直偏振光，著種變化可以用退偏比逡逑來表示。退偏比是指散射光垂直散射強度與平行散射強度的比值，可以反映粒子的形態(tài)大小逡逑等信息，是大氣氣溶膠觀測與反演中很常用的物理量，單粒子１８０°后向散射退偏比表徸式逡逑為（Ｂｉｅｔａｌ．，２０１８）：逡逑。＼－Ｐ”／Ｐｕ逡逑——互￣￣（１．１４）逡逑１邋＋邋＾２２邋／／Ｊ，逡逑９逡逑

ＩＩＩ１Ｉ１Ｉ邋ＩＩ邋＞邐Ｗｒ逡逑＜逡逑圖１．３單粒子散射光偏振狀態(tài)示意圖。逡逑假設入射光是平行偏振光，用平行豎線代表該偏振狀態(tài)，則它與粒子相互作用后的后向散射逡逑光偏振狀態(tài)可能會發(fā)生改變，，用點來表示垂直偏振光。圖１．３表示一束平行偏振光受到粒子逡逑散射后返回的后向散射光變成了部分平行偏振光和部分垂直偏振光，著種變化可以用退偏比逡逑來表示。退偏比是指散射光垂直散射強度與平行散射強度的比值，可以反映粒子的形態(tài)大小逡逑等信息，是大氣氣溶膠觀測與反演中很常用的物理量，單粒子１８０°后向散射退偏比表徸式逡逑為（Ｂｉｅｔａｌ．，２０１８）：逡逑。＼－Ｐ”／Ｐｕ逡逑——互￣￣（１．１４）逡逑１邋＋邋＾２２邋／／Ｊ，逡逑９逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P425.55

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 白章鵬;皮義群;王麗;張隱奇;吉元;嚴錚m8;韓曉東;;二次霧霾氣溶膠顆粒的掃描電子顯微學分析[J];電子顯微學報;2017年05期

2 陳小明;劉迎云;劉澤華;劉飛;;室內生物氣溶膠顆粒行為特性研究[J];建筑熱能通風空調;2011年05期

3 丁玨;李家驊;翁培奮;;濃霧天氣氣溶膠顆粒物的輸運和轉化特性[J];上海大學學報(自然科學版);2010年03期

4 李念平;付崢嶸;;氣溶膠顆粒物人體暴露量評估方法研究進展[J];湖南工業(yè)大學學報;2007年04期

5 陳麗卿;張偉;;用掃描電鏡和x射線能譜研究大氣中氣溶膠顆粒的特性[J];電子顯微學報;1988年03期

6 封秋娟;牛生杰;李培仁;楊俊梅;申東東;李義宇;;山西夏季氣溶膠散射特征的飛機觀測研究[J];氣候與環(huán)境研究;2019年04期

7 黃書華;劉建國;劉文清;陸亦懷;陸釩;伍德俠;董云升;江宇;張玉鈞;;夏季高濕度條件下北京市氣溶膠顆粒物粒譜特征研究[J];環(huán)境科學;2010年01期

8 張曉鳳;戴亞;徐銘熙;梁臻盛;;卷煙煙氣氣溶膠顆粒實時觀測分析[J];中國煙草學報;2007年06期

9 曾真;喻佳俊;劉平;黃福桂;陳穎;黃正旭;高偉;李梅;周振;李磊;;利用單顆粒氣溶膠質譜儀分析細菌氣溶膠顆粒[J];分析化學;2019年09期

10 葉汝求,王家貞,任宇征;掃描電鏡和X射線能譜法研究沈陽地區(qū)氣溶膠顆粒的特性[J];環(huán)境化學;1987年02期

相關會議論文 前10條

1 周彬;劉端陽;魏建蘇;彭華青;牛文勝;夏健;;降水對氣溶膠顆粒物清除作用的初步分析[A];第33屆中國氣象學會年會 S11 大氣成分與天氣、氣候變化及環(huán)境影響[C];2016年

2 李家驊;丁玨;翁培奮;劉麗穎;;霧霾天氣氣溶膠顆粒物動力學特性的研究[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 張興贏;莊國順;陳建民;吳洪波;王曉;薛華欣;;二氧化硫在礦物氣溶膠顆粒物表面的復相反應研究[A];第二屆全國環(huán)境化學學術報告會論文集[C];2004年

4 陳麗卿;張偉;;用掃描電鏡和x射線能譜研究大氣中氣溶膠顆粒的特性[A];第五次全國電子顯微學會議論文摘要集[C];1988年

5 封秋娟;牛生杰;李培仁;楊俊梅;申東東;李義宇;;山西夏季氣溶膠散射特征的飛機觀測研究[A];第35屆中國氣象學會年會 S13 大氣物理學與大氣環(huán)境[C];2018年

6 劉暢;劉永春;馬慶鑫;馬金珠;賀泓;楚碧武;李俊華;郝吉明;;礦質氣溶膠顆粒的在線制備及其在煙霧箱研究中的應用[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

7 王永鵬;周狂飆;張海玲;蔣紅;曾甯;唐燦;;钚材料氣溶膠化過程中钚氣溶膠的源項分析與研究[A];《環(huán)境工程》2019年全國學術年會論文集（下冊）[C];2019年

8 趙普生;;京津冀區(qū)域氣溶膠物理化學特征及吸濕性研究[A];第34屆中國氣象學會年會 S10 大氣物理學與大氣環(huán)境論文集[C];2017年

9 畢磊;唐笑運;王爭;林武紹;;自然源氣溶膠光散射建模的自由度分析[A];第34屆中國氣象學會年會 S26 青年論壇論文集[C];2017年

10 鄒琳;羅凝誼;段志萍;;南昌一次持續(xù)霧霾天氣成因分析[A];第31屆中國氣象學會年會S6 大氣成分與天氣、氣候變化[C];2014年

相關重要報紙文章 前6條

1 于立生;禁放煙花爆竹 過個輕松愉悅幸福年[N];深圳特區(qū)報;2017年

2 記者 王怡;科學釋疑北京“APEC藍”關鍵因素[N];科技日報;2016年

3 本報記者 吳越;監(jiān)測霧和霾,我們靠什么[N];中國氣象報;2014年

4 孫俠;“霾”天氣越來越多,危害到底有多重？[N];新華每日電訊;2007年

5 ;高�！安妒帧弊钤鐚M2.5展開追蹤[N];文匯報;2013年

6 中國疾病預防控制中心環(huán)境與健康相關產品安全所 王先良 葉丹;霧霾有害健康 受傷的不僅是肺[N];健康報;2016年

相關博士學位論文 前10條

1 白鶴鳴;氣溶膠對海洋暖云及降水影響的衛(wèi)星觀測研究[D];南京大學;2019年

2 鐘時;中國東部城市群對夏季天氣氣候的影響機理[D];南京大學;2016年

3 譚敏;污染條件下氣溶膠和水汽時空分布探測和數據分析研究[D];中國科學技術大學;2018年

4 范曉龍;新型H/V/R-TDMA的設計搭建及其對碳質氣溶膠物理性質的研究[D];南京信息工程大學;2017年

5 賈瑞;青藏高原氣溶膠的源、輸送及輻射效應研究[D];蘭州大學;2019年

6 徐亮;東亞區(qū)域長距離傳輸條件下氣溶膠單顆粒的老化特性研究[D];山東大學;2019年

7 馬思琪;基于衛(wèi)星遙感的海洋痕量氣體和氣溶膠源排放估算[D];中國科學院大學(中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所);2019年

8 莊婧雯;基于中緯度激光雷達和CALIPSO的納布羅火山氣溶膠的觀測研究[D];武漢大學;2016年

9 韓鋒;基于星載激光雷達數據的京津冀地區(qū)氣溶膠垂直分布特征研究[D];太原理工大學;2017年

10 遲茜元;華北地區(qū)臭氧與二次無機氣溶膠的時空分布與形成轉化機制研究[D];中國科學技術大學;2018年

相關碩士學位論文 前10條

1 郝新彥;動物鼻式氣溶膠暴露裝置在病原感染動物模型中的應用及評價[D];北京協和醫(yī)學院;2019年

2 唐笑運;沙塵與含黑炭沙塵混合氣溶膠的后向散射特性研究[D];浙江大學;2019年

3 朱歡歡;基于CALIPSO星載激光雷達的云南地區(qū)氣溶膠特性研究[D];云南大學;2017年

4 袁琳;噴灑產生的細菌氣溶膠空間分布特征及預測模型研究[D];西安建筑科技大學;2017年

5 李彪;Nano-HTDMA系統的建立與初步應用[D];中國科學技術大學;2019年

6 王君宇;碳酸氫鹽/硅酸鹽冷態(tài)氣溶膠防治低階煤自燃基礎實驗研究[D];太原理工大學;2019年

7 艾璞;氨法脫硫氣溶膠的電捕集特征實驗研究[D];西安理工大學;2019年

8 易雅誼;實驗室模擬水相二次有機氣溶膠的形成研究[D];山東大學;2019年

9 朱哲婧;南京市北郊交通站點碳質氣溶膠的吸光增強效應[D];山東大學;2019年

10 李兆麟;基于6S模型的自定義氣溶膠類型對北京地區(qū)氣溶膠光學厚度反演研究[D];蘭州大學;2019年

本文編號：2660599