中文摘要：

理论和实验已经表明，非球形粒子与球形粒子的光散射特性存在显著的差异。而目前大多数气溶胶遥感和气候效应研究中，一般是假定气溶胶为球形粒子而忽略非球形效应（即使在考虑粒子非球形效应的为数不多的研究中，也都假定粒子具有非常规则的非球形特征）。本项目以任意形状粒子的消光、散射、吸收以及相函数的桥接(Bridging)形式解为基础，设计一种反演复杂形状气溶胶粒子光学特性的计算简单、精度高的解析算法，并将其用来改进现有的辐射传输模式，量化研究气溶胶非球形效应导致的地-气系统能量收支的不确定性。本项目的实施将有助深刻了解实际气溶胶粒子的辐射特性，为改进和完善现有气候模式提供理论依据。

结论摘要：

理论和实验已经表明，非球形粒子与球形粒子的光散射特性存在显著的差异。而目前大多数气溶胶遥感和气候效应研究中，一般是假定气溶胶为球形粒子而忽略非球形效应。本项目发展完善了计算任意形状粒子的消光、散射、吸收以及相函数的桥接(Bridging)技术，为改进现有气候模式中辐射模块了提供理论依据与技术支持。主要的新结果如下: A) 非球形粒子在整个尺度谱上,不存在单一有效的尺度参量，等效参量只能是局部的；B) 提出了一种物理上可靠的基于桥接技术的粒子散射相函数的计算模型，此模型有良好的精度，可适用于任意形状粒子的多分散体系；C) 在奇异衍射(AD)近似下，旋转椭球粒子尺度谱分布函数与消光系数构成一个变换对。利用此ADT变换得到了尺度谱分布的两种相互等价的解析的反演表达式，既适用于吸收粒子，也可用于非吸收粒子情形；D) 构造了一个任意形状粒子光散射的三参量(P，V，θ）的等效旋转椭球模型，该椭球保留被模拟散射的主要特征；E) 建立了基于前向消光与任意方向散射的非球形粒子尺度谱分布的全新的反演算法；F) 散射光强度与散射相函数有同样的桥接(Bridging)结构。