非均匀随机大气介质的光学特性及其与光波相互作用的机理和规律,是现代物理学的难点和研究热点,并成为光波特别是激光在大气中应用的一项重要的基础性工作。在光传输热晕效应的分析中,计算气溶胶粒子的吸收时,通常假定其为单一成分的均匀体,并简单等同于大气分子的吸收,由实测能见度结合工具软件估算传输光束对应波长气溶胶的吸收,并认为该吸收全部作用于热晕效应。随着对光传输问题精度要求的提高以及对光电系统性能准确评估地需要,上述近似求解吸收系数的方法已无法满足实际要求。为此,本项目拟以内混合污染海洋型气溶胶粒子体系为研究对象,利用理论分析、数值模拟相结合的方法,就该体系的有效吸收对稳态整束热晕效应的影响进行深入探讨,并拟建立该体系的有效吸收系数与能见度、相对湿度等特征参量的定标关系,以深入系统地认识非均匀随机大气介质及其与光波相互作用的机理和规律,同时为工程应用的可行性及光电系统的优化设计等提供科学依据。
Effective absorption;scaling relation;aerosol;thermal blooming;
本项目以内混合污染海洋型气溶胶粒子体系为研究对象,利用理论分析、数值模拟相结合的方法,就该混合体系的有效吸收对稳态整束热晕效应的影响进行了深入探讨,建立了内混合气溶胶粒子体系吸收系数的计算方法,以及直接影响热晕效应的混合体系有效吸收系数的计算方法,同时,还建立了气溶胶粒子有效吸收系数与大气能见度、相对湿度等特征参量的定标关系。在项目的外场验证试验中,开展了国内典型地区气溶胶微物理、光学特性的观测试验,获得了一批有价值的观测结果。项目所获结果有助于进一步认识非均匀随机大气介质与光波相互作用的机理和规律,以及深入开展实际大气非均匀气溶胶粒子光散射的等效性研究。