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沙塵和霾氣溶膠在紫外和紅外波段光譜差異研究

發(fā)布時間:2017-12-22 16:36

  本文關(guān)鍵詞:沙塵和霾氣溶膠在紫外和紅外波段光譜差異研究 出處:《中國氣象科學研究院》2017年碩士論文 論文類型:學位論文


  更多相關(guān)文章: 沙塵 光學特性 光譜特征


【摘要】:本文利用中國氣溶膠遙感網(wǎng)北京地區(qū)的地面觀測資料,結(jié)合HITRAN 2008數(shù)據(jù)庫中氣溶膠粒子復(fù)折射率光譜數(shù)據(jù),研究了中國地區(qū)沙塵和霾氣溶膠粒子體積譜分布、復(fù)折射率的典型物理特征,并選定了沙塵和霾天氣條件下氣溶膠復(fù)折射指數(shù)的代表值,結(jié)果表明:沙塵和霾天氣下大氣氣溶膠的體積譜均呈現(xiàn)雙峰對數(shù)正態(tài)分布結(jié)構(gòu),霾氣溶膠粒子體積譜在細模態(tài)和粗模態(tài)大體相當,而沙塵氣溶膠粒子體積譜則以粗粒子為主;類沙塵粒子的實部和虛部與沙塵氣溶膠最為接近,水溶性粒子與霾氣溶膠最為接近。在上述基礎(chǔ)上利用Mie散射理論計算氣溶膠的光學特性,研究結(jié)果表明:球形粒子的散射特性取決于粒子的相對尺度數(shù)及粒子介質(zhì)的折射指數(shù),沙塵在2μm處有消光極大值。沙塵和霾的單次散射反照率隨波長的變化較為劇烈,在2-4μm表現(xiàn)強散射特性,11μm以后不斷降低,表現(xiàn)強吸收特性。沙塵和霾天氣條件下氣溶膠的不對稱因子整體隨波長的增加呈下降趨勢,10μm前沙塵主要呈前向散射。霾天氣條件下氣溶膠在11μm主要呈前向散射。將Mie散射公式計算的光學參數(shù)輸入到輻射傳輸模型MODTRAN中,計算出沙塵和霾氣溶膠天氣條件下大氣層頂?shù)妮椓炼?并與衛(wèi)星觀測大氣層頂?shù)妮椓炼戎颠M行對比,研究結(jié)果表明:MODTRAN模式模擬的結(jié)果與AIRS L1B數(shù)據(jù)和OMI L1B觀測結(jié)果有較好的一致性。在800-1000cm-1窗區(qū)沙塵亮度溫度的光譜曲線有負斜率。紅外波段沙塵和晴空在熱紅外大氣窗區(qū)波段范圍內(nèi)兩者的亮溫差在20K以上,霾與晴空的亮溫值較為接近。紫外波段沙塵和霾的光譜特征基本一致,為聯(lián)合利用紫外和紅外波段區(qū)分吸收性氣溶膠種類奠定理論基礎(chǔ)。
【學位授予單位】:中國氣象科學研究院
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:X513

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本文編號:1320192

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