获取多波长气溶胶光学特性的方法研究 被引量：4

1

作者 李学彬 李超 +1 位作者 徐青山 魏合理 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期252-254,共3页

为了获得多波长气溶胶的垂直消光特性,本文提出了一种综合利用光学粒子计数器、能见度仪和激光雷达获取多波长气溶胶光学特性的新方法。该方法根据光学粒子计数器测量的谱分布、能见度仪测量的能见度和激光雷达测量的消光后向散射比反... 为了获得多波长气溶胶的垂直消光特性,本文提出了一种综合利用光学粒子计数器、能见度仪和激光雷达获取多波长气溶胶光学特性的新方法。该方法根据光学粒子计数器测量的谱分布、能见度仪测量的能见度和激光雷达测量的消光后向散射比反演出气溶胶粒子(λ=0.532μm)的折射率,作为初始值,根据气溶胶模式提供的折射率随波长的变化关系,确定其他波长上的折射率。再根据气溶胶折射率和谱分布计算不同波长上的消光特性,最后采用激光雷达测量的垂直消光廓线来反演其他波长上的消光廓线。以0.532μm,1.06μm和10.6μm三波长为例,给出北京2004年8月24日气溶胶在不同波长上的垂直消光廓线。 展开更多

关键词 大气光学 大气气溶胶 消光系数 折射率

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大气气溶胶粒子折射率虚部反演方法研究 被引量：7

2

作者 李学彬 宫纯文 +2 位作者 黄印博 魏合理 胡欢陵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期401-404,共4页

提出了反演折射率虚部的方法.以光散射为原理的粒子计数器测量光学等效直径,其结果受折射率虚部的影响较大;以粒子飞行时间为原理的粒子计数器测量空气动力学直径,其结果不受折射率虚部的影响.利用两种仪器的测量结果受折射率影响的差... 提出了反演折射率虚部的方法.以光散射为原理的粒子计数器测量光学等效直径,其结果受折射率虚部的影响较大;以粒子飞行时间为原理的粒子计数器测量空气动力学直径,其结果不受折射率虚部的影响.利用两种仪器的测量结果受折射率影响的差异来反演大气气溶胶的折射率虚部.通过与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率虚部是合理的. 展开更多

关键词 大气气溶胶 粒子计数器 折射率虚部

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干旱地区大气光学特性对激光传输的影响分析（英文） 被引量：2

3

作者 吕炜煜 苑克娥 +1 位作者 胡顺星 王建国 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期142-148,共7页

分析干旱地区近地面8.0m高度处的温度、湿度、折射率结构常数、大气压强和能见度等参数的每月日变化情况,获取大气消光系数与大气湍流的可能变化特征,在此基础上,讨论波长为1.06μm的激光在大气环境条件下传输距离为1 000m和3 000m的可... 分析干旱地区近地面8.0m高度处的温度、湿度、折射率结构常数、大气压强和能见度等参数的每月日变化情况,获取大气消光系数与大气湍流的可能变化特征,在此基础上,讨论波长为1.06μm的激光在大气环境条件下传输距离为1 000m和3 000m的可能传输效果.结果表明:消光系数日变化起伏不大,各月的消光系数以冬季1月为最大,夏季7月最小,二者相差可达2倍,1 000m的平均透过率约是3 000m的1.16倍;冬季1月是湍流强度最弱的月份,春季4月和秋季10月是湍流较强的月份,3000m收到的湍流平均影响程度约是1 000m的1.95倍;从传输总体效果上来看夏季7月的21时左右传输效果最佳,不同传输距离的能量分布特性也不同. 展开更多

关键词 大气湍流 光传输 光吸收 光散射 激光应用 激光传输

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双散射角光学粒子计数器的研制 被引量：13

4

作者 李学彬 高亦桥 +2 位作者 魏合理 纪玉峰 胡欢陵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1528-1534,共7页

为了实现同时测量气溶胶粒子的谱分布和折射率,研制了一种新的双角度光学粒子计数器(D-OPC),该计数器采用60°和110°双散射角系统对气溶胶谱分布进行测量。利用Mie散射理论定义敏感函数,选取两个最佳的散射角,使其既对折射率... 为了实现同时测量气溶胶粒子的谱分布和折射率,研制了一种新的双角度光学粒子计数器(D-OPC),该计数器采用60°和110°双散射角系统对气溶胶谱分布进行测量。利用Mie散射理论定义敏感函数,选取两个最佳的散射角,使其既对折射率敏感又不线性相关。然后,利用气溶胶折射率对两个散射角系统敏感性的差异来反演气溶胶折射率。最后,利用该仪器对大气气溶胶谱分布以及折射率进行实际测量。与TSI公司黑炭仪和浊度计测量的吸收系数和散射系数对比表明,双散射角光学粒子计数器测量气溶胶折射率和谱分布结果合理,测量误差<20%,可以满足同时测量气溶胶粒子谱分布和折射率的需要。 展开更多

关键词 光学粒子计数器 双角度光学粒子计数器 气溶胶 折射率 谱分布

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LED光源光学粒子计数器的研制 被引量：10

5

作者 李学彬 高亦桥 +1 位作者 纪玉峰 胡欢陵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期406-409,共4页

为了提高光学粒子计数器的测量性能,克服白炽灯和激光作光源带来的缺点,研制了一台光学粒子计数器。基于Mie散射原理测量粒子的粒径,以发光强度高、发光波长宽的LED为光源,具有白炽灯和激光作光源无法达到的使用寿命长和响应曲线单调的... 为了提高光学粒子计数器的测量性能,克服白炽灯和激光作光源带来的缺点,研制了一台光学粒子计数器。基于Mie散射原理测量粒子的粒径,以发光强度高、发光波长宽的LED为光源,具有白炽灯和激光作光源无法达到的使用寿命长和响应曲线单调的优点。与浊度计测量结果对比表明:该仪器的测量误差在15%以内,测量结果合理。由于该仪器光源使用寿命是白炽灯的60倍,可以根据需要对测量粒径任意分道,所以该仪器适用于测量和研究大气气溶胶粒子谱分布。 展开更多

关键词 光学粒子计数器 发光二极管 气溶胶 谱分布

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1次沙尘暴天气的消光特性研究 被引量：5

6

作者 李学彬 徐青山 +1 位作者 魏合理 胡欢陵 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期566-567,575,共3页

沙尘暴是一种特殊的自然现象。为了分析沙尘暴对可见光和红外辐射传输产生的影响,利用米散射理论,对北京地区1次沙尘暴天气下沙尘粒子在可见和红外波段的消光进行了计算,并与沙尘暴来临前的测量结果进行了对比分析,得到了沙尘粒子在这... 沙尘暴是一种特殊的自然现象。为了分析沙尘暴对可见光和红外辐射传输产生的影响,利用米散射理论,对北京地区1次沙尘暴天气下沙尘粒子在可见和红外波段的消光进行了计算,并与沙尘暴来临前的测量结果进行了对比分析,得到了沙尘粒子在这些波段的消光特性,并根据激光雷达测量的数据,对沙尘粒子在红外波段的垂直消光廓线进行了反演。这对认识沙尘暴有很大的参考价值。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 米散射 沙尘暴 消光系数

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空气动力学粒径的光学修正 被引量：2

7

作者 李学彬 黄印博 +2 位作者 宫纯文 魏合理 胡欢陵 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期20-22,134,共4页

针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的... 针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的测量结果对厦门地区空气动力学粒度仪(3321)测量的空气动力学粒径数据进行光学修正,与光学粒子计数器测量结果对比表明修正的结果是合理的。最后还对引起空气动力学粒径和光学等效粒径之间差异的原因进行了分析。 展开更多

关键词 大气气溶胶 空气动力学粒径 光学等效粒径 折射率

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6038～6052cm^(-1)附近CH_4低温吸收光谱研究 被引量：1

8

作者 高伟 王贵师 +2 位作者 陈卫东 张为俊 高晓明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3180-3184,共5页

在CH4吸收光谱测量中,特别是低温吸收光谱测量中,分子吸收谱线的准确性测量十分重要,尤其是将所得的测量参数运用到地球大气以及外星球的遥感探测和模拟。HITRAN数据库中CH4给出的参数并不完整,同时还很不准确。为了对6 038～6 052cm-1... 在CH4吸收光谱测量中,特别是低温吸收光谱测量中,分子吸收谱线的准确性测量十分重要,尤其是将所得的测量参数运用到地球大气以及外星球的遥感探测和模拟。HITRAN数据库中CH4给出的参数并不完整,同时还很不准确。为了对6 038～6 052cm-1波段的CH4低温吸收光谱进行测量,该文采用窄线宽的二极管激光器作为光源,结合自主设计的低温装置,测量了CH4的低能级能量和转动量子数,并与HITRAN 2008进行了对比,同时模拟了线强随温度的变化。 展开更多

关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 低温谱线 谱线强度 低能级能量

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大气气溶胶消光特性和折射率的测量 被引量：26

9

作者 李学彬 胡顺星 +1 位作者 徐青山 胡欢陵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期207-210,共4页

介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比,然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布,结合气溶胶粒子折射率,根... 介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比,然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布,结合气溶胶粒子折射率,根据球形粒子的米(Mie)散射理论,可以得到气溶胶消光系数和消光后向散射比。通过分析消光系数、消光后向散射比、粒子谱分布和折射率之间的关系,结合已知的消光系数和消光后向散射比,反演出大气气溶胶粒子的折射率。 展开更多

关键词 大气气溶胶 粒子谱分布 消光系数 消光后向散射比 折射率

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非Kolmogorov大气湍流温度谱标度指数的测量与分析 被引量：7

10

作者 梅海平 吴晓庆 饶瑞中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1423-1427,共5页

阐述了非Kolmogorov湍流谱理论以及湍流谱标度指数的测量与计算方法。在近地面多个地点对大气湍流温度起伏进行了多次的实验观测,结果表明:实际大气湍流温度谱标度指数多数不等于-5/3,并且通常在-2到-1之间变化。分析了湍流温度谱标度... 阐述了非Kolmogorov湍流谱理论以及湍流谱标度指数的测量与计算方法。在近地面多个地点对大气湍流温度起伏进行了多次的实验观测,结果表明:实际大气湍流温度谱标度指数多数不等于-5/3,并且通常在-2到-1之间变化。分析了湍流温度谱标度指数与湍流发展程度的相关性,利用小波分析方法展现了不同湍流强度下湍流温度脉动能量在各尺度之间的分配状态,发现湍流温度谱标度指数的绝对值在一定程度上随湍流强度的增加而增大。 展开更多

关键词 非Kolmogorov湍流 温度脉动 功率谱标度指数 小波变换

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气溶胶细粒子与能见度的相关性 被引量：22

11

作者 李学彬 宫纯文 +1 位作者 徐青山 魏合理 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1177-1180,共4页

为了分析气溶胶粒子特别是细粒子(PM2.5)对能见度的影响,从理论上建立了气溶胶细粒子与能见度的关系,分析了谱分布的变化对PM2.5/PM10和细粒子消光所占总消光比重的影响。对测量数据与理论计算结果进行了对比分析,结果表明:所建立的气... 为了分析气溶胶粒子特别是细粒子(PM2.5)对能见度的影响,从理论上建立了气溶胶细粒子与能见度的关系,分析了谱分布的变化对PM2.5/PM10和细粒子消光所占总消光比重的影响。对测量数据与理论计算结果进行了对比分析,结果表明:所建立的气溶胶细粒子与能见度的关系是合理的,理论计算的误差小于30%,这对治理污染和提高城市能见度具有指导意义。 展开更多

关键词 大气光学 大气气溶胶 能见度 细粒子

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厦门地区气溶胶折射率的测量 被引量：11

12

作者 李学彬 黄印博 +2 位作者 徐赤东 魏合理 胡欢陵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1831-1835,共5页

针对气溶胶折射率在分析大气气溶胶光学特性中的重要性,提出了一种综合利用黑碳仪、浊度计和光学粒子计数器反演大气气溶胶折射率的新方法。该方法根据黑碳仪和浊度计测量的气溶胶吸收系数和散射系数以及光学粒子计数器测量的粒子谱分布... 针对气溶胶折射率在分析大气气溶胶光学特性中的重要性,提出了一种综合利用黑碳仪、浊度计和光学粒子计数器反演大气气溶胶折射率的新方法。该方法根据黑碳仪和浊度计测量的气溶胶吸收系数和散射系数以及光学粒子计数器测量的粒子谱分布,采用球形粒子的米(Mie)散射理论,通过分析吸收系数、散射系数、粒子谱分布和折射率之间的关系来反演大气气溶胶粒子的折射率,并可以同时反演折射率实部和虚部。与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率是合理的。最后,利用此方法分析了厦门地区的气溶胶折射率。 展开更多

关键词 大气气溶胶 折射率测量 粒子谱分布 消光系数 散射系数

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三通道Fabry-Perot标准具在瑞利测风激光雷达中的应用 被引量：10

13

作者 舒志峰 唐磊 +5 位作者 王国成 董吉辉 徐文静 胡冬东 孙东松 窦贤康 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1474-1480,共7页

描述了利用三通道Fabry-Perot(F-P)标准具作为鉴频器直接探测多普勒风场的原理。优化了三通道F-P标准具的设计参数。介绍了基于三通道F-P标准具研制的测风激光雷达接收机的结构。利用355 nm脉冲光,通过调节PZT电压来改变标准具的腔长,... 描述了利用三通道Fabry-Perot(F-P)标准具作为鉴频器直接探测多普勒风场的原理。优化了三通道F-P标准具的设计参数。介绍了基于三通道F-P标准具研制的测风激光雷达接收机的结构。利用355 nm脉冲光,通过调节PZT电压来改变标准具的腔长,对标准具的透过率曲线进行了初步测量,并分析了标准具的参数,标准具的带宽和峰值透过率较设计时分别增大了13%和10%。介绍了利用四波束反演水平风场的方法。根据标准具参数和信噪比计算的速度灵敏度较设计时下降了0.09%,风速精度在40 km以下优于5 m/s。同时,与风廓线雷达进行了比对,对163组数据的风速差进行统计,平均值为0.22 m/s,标准差为1.67 m/s,表明两者有较高的一致性。 展开更多

关键词 三通道Fabry—Perot标准具 测风激光雷达 直接探测 分子散射

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基于瑞利散射的测风激光雷达研制 被引量：7

14

作者 舒志峰 徐文静 +5 位作者 唐磊 王国成 孙东松 董吉辉 胡冬东 窦贤康 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2153-2157,共5页

介绍了全球大气风场观测的重要性,研制了一台基于三通道标准具的车载瑞利多普勒测风激光雷达,用于平流层的风场探测。较为详细地介绍了测风的基本原理、系统的总体结构以及技术参数。利用紫外光在大气分子中的低吸收和高散射特点选取355... 介绍了全球大气风场观测的重要性,研制了一台基于三通道标准具的车载瑞利多普勒测风激光雷达,用于平流层的风场探测。较为详细地介绍了测风的基本原理、系统的总体结构以及技术参数。利用紫外光在大气分子中的低吸收和高散射特点选取355 nm作为工作波长。描述了三通道标准具的结构以及利用脉冲光对标准具的透过率曲线进行了扫描,结果表明,标准具实测参数与设计参数基本一致,信号通道1和信号通道2峰值透过率分别为68.6%和67.5%。两个边缘通道的间隔为4.6 GHz。利用调试好的系统对合肥地区平流层进行了初步的风场探测,测试结果表明,该激光雷达系统稳定性达到设计指标。 展开更多

关键词 测风激光雷达 瑞利散射 风 三通道Fabty—Perot标准具 直接探测

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可连续控温低温吸收池的研制及其应用 被引量：5

15

作者 高伟 曹振松 +1 位作者 袁怿谦 高晓明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期858-861,共4页

自主设计了低温吸收池其温度可以从室温到100K之间连续调节,在可调节温度区间内可以稳定在任意一个目标温度,温度的稳定性为ΔT<±1K。对低温吸收池内部结构作了详细的说明,并对温度的稳定性进行测试。用于测量1.65μm处甲烷低... 自主设计了低温吸收池其温度可以从室温到100K之间连续调节,在可调节温度区间内可以稳定在任意一个目标温度,温度的稳定性为ΔT<±1K。对低温吸收池内部结构作了详细的说明,并对温度的稳定性进行测试。用于测量1.65μm处甲烷低温吸收光谱,给出6 039.70cm-1处甲烷在296,248,198和176K低温吸收光谱的特性,并根据可调节低温吸收池的温度可调节性测量了甲烷吸收光谱在6 039.657 9cm-1处的自加宽温度依赖系数n。 展开更多

关键词 低温吸收池 可调谐半导体激光吸收光谱 甲烷 低温谱线

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戈壁地区折射率结构常数高度分布的统计特性 被引量：2

16

作者 吕炜煜 苑克娥 +3 位作者 刘李辉 胡顺星 孙刚 王建国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期13-18,共6页

通过以系留气球和探空气球为平台的方式,搭载温度脉动仪在戈壁地区对大气折射率结构常数开展长期测量。对获取的实验数据开展统计分析,探讨了在白天与夜间折射率结构常数的平均情况、高度分布、偏度与峰度、季节的强弱特性等四个方面的... 通过以系留气球和探空气球为平台的方式,搭载温度脉动仪在戈壁地区对大气折射率结构常数开展长期测量。对获取的实验数据开展统计分析,探讨了在白天与夜间折射率结构常数的平均情况、高度分布、偏度与峰度、季节的强弱特性等四个方面的内容,结果表明:在测量地区,随高度分布的大气折射率结构常数在白天和夜间的算术平均值和对数平均值的比值会有较大的差异,并且白天和夜间的对数平均值和标准差系数随高度分布各有其特点,表现在随高度整体减小的同时会有起伏出现,尤其是夜间;白天和夜间的偏度与峰度主要表现出右偏和尖峰特性,在高度分布上有所不同;季节变化对湍流的强弱分布产生明显影响,集中体现在中性湍流和弱湍流分布情况随高度发生交互变化。 展开更多

关键词 折射率结构常数 温度脉动仪 偏度 峰度

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戈壁地区近地面折射率结构常数统计特性分析 被引量：1

17

作者 吕炜煜 苑克娥 +1 位作者 胡顺星 王建国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期72-78,共7页

利用温度脉动仪对大气折射率结构常数进行测量,通过在铁塔上不同测量高度架设温度脉动仪,对戈壁地区近地面层开展长期连续测量。从各测量高度折射率结构常数的累积概率、偏度与峰度、季节变化、高度经验关系等四个方面对大量实验数据统... 利用温度脉动仪对大气折射率结构常数进行测量,通过在铁塔上不同测量高度架设温度脉动仪,对戈壁地区近地面层开展长期连续测量。从各测量高度折射率结构常数的累积概率、偏度与峰度、季节变化、高度经验关系等四个方面对大量实验数据统计分析,结果表明:测量地区大气折射率结构常数白天和夜间的累积概率以18m为区别界限,表现出明显的不同;所有测量高度折射率结构常数的概率分布均表现出右偏、平峰特性;季节变化对低层折射率结构常数的影响更为明显;测量地区折射率结构常数随高度变化的经验公式表明,白天折射率结构常数随高度递减接近"-2/3"指数,夜间折射率结构常数的高度变化则是表现出层次性,低层折射率结构常数随高度递减接近"-0.16"指数,而高层变化则接近"-1.05"指数。 展开更多

关键词 折射率结构常数 温度脉动仪 累积概率 偏度 峰度

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60km车载瑞利测风激光雷达研制 被引量：10

18

作者 韩燕 孙东松 +3 位作者 翁宁泉 窦贤康 王建国 张燕鸿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1414-1419,共6页

目前我国尚缺乏25~60 km大气风场实时探测手段,为此研制了60 km车载瑞利测风激光雷达。介绍了系统总体结构,对分系统的研制做了详细描述。为提高风场反演的精度,设计了标准具通过率函数校准系统。提出了标准具通过率函数校准方法,并开... 目前我国尚缺乏25~60 km大气风场实时探测手段,为此研制了60 km车载瑞利测风激光雷达。介绍了系统总体结构,对分系统的研制做了详细描述。为提高风场反演的精度,设计了标准具通过率函数校准系统。提出了标准具通过率函数校准方法,并开展实验对标准具通过率函数进行了校准。校准结果表明,接收机性能稳定,各参数测量标准差均小于0.06。该系统在德令哈地区对15~60 km大气风场进行了观测,获得了水平风场的测量结果,并与当地探空气球的探测结果进行了比对,30 km以下一致性较好。对风速、风向测量误差进行了计算,40 km以下,风速测量误差≤4 m/s,风向测量误差≤6°,40 km以上,风速测量误差≤8 m/s,风向测量误差≤18°。该系统设计合理,性能稳定,能够实时探测10~60 km大气风场。 展开更多

关键词 激光雷达 直接探测 F-P标准具 透过率函数 风场观测

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陆地气溶胶粒子尺度分布的准确描述 被引量：2

19

作者 王家成 崔生成 朱勇 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4538-4545,共8页

利用AERONET 2.0级数据研究了3种主要陆地气溶胶(吸收性,中性和非吸收性)粒子尺度分布的规律.结果表明:当气溶胶的主要成分为小粒子时,细模式气溶胶的中值半径(rf)和气溶胶总光学厚度(τt)的相关性较好,但粗模式的中值半径(rc)与τt相... 利用AERONET 2.0级数据研究了3种主要陆地气溶胶(吸收性,中性和非吸收性)粒子尺度分布的规律.结果表明:当气溶胶的主要成分为小粒子时,细模式气溶胶的中值半径(rf)和气溶胶总光学厚度(τt)的相关性较好,但粗模式的中值半径(rc)与τt相关性较差,且对中性气溶胶表现为负相关,对其他两种类型则表现为正相关;在细模式气溶胶占比减少时,rf和rc与τt的相关性均减小;不论在何种情况下,rf与细模式气溶胶光学厚度(τf),以及rc与粗模式气溶胶光学厚度(τc)总保持很高的相关性,且不论哪种气溶胶类型,rc与τc总表示出稳定的负相关.最后讨论了新的气溶胶粒子尺度描述方法对卫星气溶胶性质反演的影响. 展开更多

关键词 气溶胶 AERONET 气溶胶粒子尺度分布 气溶胶模型

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