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1、大氣氣溶膠在地球輻射收支平衡、氣候變化、空氣質(zhì)量以及定量遙感等諸多方面都有重要影響。氣溶膠類型確定對(duì)于氣溶膠光學(xué)特性研究特別是氣溶膠光學(xué)厚度高精度遙感反演具有重要的意義。針對(duì)傳統(tǒng)氣溶膠類型確定方法的局限性以及當(dāng)前氣溶膠類型確定存在的困難,提出一種使用多波段氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)確定氣溶膠類型的方法。使用440納米、670納米、870納米及1020納米4個(gè)波段的氣溶膠光學(xué)厚度,確定沙塵性、水溶性和煤煙三種氣溶膠粒子的數(shù)量和容積百分比,即確定氣
2、溶膠類型。主要的研究工作包括以下幾個(gè)方面:
?。?)氣溶膠類型確定的原理和方法研究?;贛ie散射理論和氣溶膠的物理與光學(xué)特性分析確定尺度分布、消光效率因子等參數(shù);根據(jù)氣溶膠光學(xué)厚度的表達(dá)式分析不同類型氣溶膠粒子數(shù)量與多波段光學(xué)厚度之間的關(guān)系,確定氣溶膠類型確定的基本原理。選擇440nm、670nm、870nm及1020nm4個(gè)波段的氣溶膠光學(xué)厚度,開展氣溶膠類型確定研究,即確定出沙塵性、水溶性和煤煙三種氣溶膠粒子的數(shù)量;引入氣
3、溶膠粒子總數(shù)和每種粒子占總數(shù)的比例,并引入每個(gè)波段光學(xué)厚度占四個(gè)波段光學(xué)厚度總和的比例,通過公式推導(dǎo)確定二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;基于對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過正向模擬構(gòu)建二者之間的查找表實(shí)現(xiàn)氣溶膠類型確定算法。同時(shí),研究由粒子數(shù)量到容積百分比的轉(zhuǎn)化計(jì)算,實(shí)現(xiàn)算法在輻射傳輸計(jì)算中的應(yīng)用。
?。?)從計(jì)算結(jié)果在輻射傳輸計(jì)算中應(yīng)用的角度對(duì)氣溶膠類型查找表構(gòu)建進(jìn)行研究。根據(jù)氣溶膠粒子數(shù)量比例和容積百分比之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,研究數(shù)量比例誤差對(duì)容積百分比的影響
4、;根據(jù)容積百分比應(yīng)用到輻射傳輸計(jì)算的誤差要求,設(shè)置相關(guān)約束條件進(jìn)而確定數(shù)量比例的取值范圍、區(qū)間分割以及步長,考慮到了不同組合的氣溶膠類型;根據(jù)不同氣溶膠類型組合,計(jì)算對(duì)應(yīng)多波段氣溶膠光學(xué)厚度,完成查找表構(gòu)建。在保證一定精度的前提下簡(jiǎn)化查找表,以提高查找效率和計(jì)算速度。
?。?)為驗(yàn)證該方法的有效性,使用模擬的多波段氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù),開展了氣溶膠類型確定的精度驗(yàn)證、穩(wěn)定性分析和誤差分析實(shí)驗(yàn)研究并進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),結(jié)果中
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