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非球形气溶胶粒子短波红外散射特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O572.2[理学—粒子物理与原子核物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院遥感应用研究所,遥感科学国家重点实验室,北京100101, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(批准号:41130528)资助的课题.
中文摘要:

利用T矩阵方法,以及基于扩散限制凝聚理论的广义多粒子米散射方法,研究了多种气溶胶粒子在1.6和2.0μm波段处,非球形单粒子和团簇粒子的光散射辐射特性,并分析了粒子有效半径、复折射指数、粒子形状、相对湿度等因素对非球形粒子散射特性的影响.分析表明,除了粒子有效半径和形状会在不同程度上引起粒子散射特性变化,相对湿度对其影响也比较大,球形粒子与非球形粒子在不同相对湿度下后向散射相对差异均在18%以上;当粒子体积较小时,水溶性气溶胶的后向散射强度随相对湿度的增加而增强,而当粒子体积较大时,则随相对湿度的增加而减弱;在体积相同的条件下,体积较小的团簇粒子的不对称因子比非球形单粒子平均偏大0.023,而体积较大的团簇粒子,却比非球形单粒子不对称因子平均偏小0.055;单粒子或等体积的团簇粒子,其不同波段之间单次散射反照率差异较大,最大可达0.226.该工作对研究气溶胶多次散射对CO2浓度卫星反演精度影响具有重要的科学意义.

英文摘要:

Based on the T-matrix method and the generalized multiparticle Mie-solution (GMM) method combined with diffusion-limited aggregation simulator, the scattering properties of non-spherical particles and aggregates are simulated at 1.6 μm and 2.0 μm. And the effects of the equal-volume sphere radius, the complex refractive index, the particle shape and the relative humidity (RH) on the scattering characteristics parameters of non-spherical aerosol are analyzed. The results show that besides the equal-volume sphere radius and the particle shape, the RH could also lead to a large change of the scattering properties. And the relative differences in back scattering between spherical particle's and non-spherical particles in different relative humidities are all larger than 18%. If the RH increases, the back scattering will increase for small-size particles, while the back scattering of large-size ones will decrease. The asymmetry factors of the smaller aggregates are 0.023 averagely greater than those of the single equal-volume non-spherical particles, which the asymmetry factors of the bigger aggregates are 0.055 averagely less than those of the single equal-volume non-spherical particles. The differences in single scattering albedo between the two wavelengths 1.6 μm and 2.0 μm are all much larger for either aggregates or single equal-volume particles, and the biggest difference reaches 0.226. This research has scientific significance for studying the aerosol multiple scattering influencing on the accuracy of CO2 satellite retrieval.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876