干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 复杂气溶胶光学特性模拟的最新进展及其应用

Arid

	复杂气溶胶光学特性模拟的最新进展及其应用
	毕磊; 林武绍; 刘东; 张克俊
英文摘要	大气中的气溶胶颗粒物是地气系统中的重要组成成分之一,在大气物理和大气辐射过程中扮演着非常重要的作用。因而,有关气溶胶的物理和化学特征,以及其辐射和气候效应一直是大气科学界探讨和研究的重要科学问题[1,2]。现有研究表明,为了更好地理解气溶胶、辐射与地球大气的相互作用,首先必须要准确地了解气溶胶的光学散射和吸收特性(例如,消光系数、散射率、不对称因子、和相矩阵等)。根据文献统计[3],基于不同混合气溶胶散射模型,黑炭气溶胶的辐射效应的模拟差别很大,直接辐射强迫分布在+0.16到+0.80Wm~(-2)之间。另外,基于各种气溶胶遥感技术的正演或反演算法中,准确地模拟多种气溶胶的单次和多次散射特性也是必须要解决好的关键问题[4]。气溶胶微观物理和化学特征是理论上研究其光学特性和辐射效应的前提。很多学者利用透射电子显微镜成像技术对沙尘气溶胶、含碳气溶胶、及海盐气溶胶等微观特征进行了观测。观测表明,气溶胶粒子不仅具有复杂的几何形状,而且经常形成聚合体或具有多种化学成分[5]。例如,起源于戈壁沙漠的沙尘气溶胶颗粒在传播过程中,经过重污染区域时会与硫酸盐以及黑炭相混合[6]。又如,起源于撒哈拉沙漠的气溶胶颗粒传输到大西洋上空容易与海盐颗粒相混合[7]。此外,在有大气污染的城市上空,黑炭气溶胶易于被水、硫酸盐和其他有机质所包裹,形成内混合体。研究还发现,含碳气溶胶在老化过程中,链式形状会发生塌变[8]。易于看出,简化的物理模型(例如,球模型、球壳模型或椭球模型)不能正确或全面地表征实际大气中多数复杂气溶胶的物理特征。由此而导致的一系列辐射效应以及反演结果的不确定性一直是大气辐射和遥感领域中试图探讨和回答的基本问题。在本报告中,我们将着重讨论建立合理的气溶胶模型研究复杂气溶胶的光学特性的基本概念和方法,以及在大气辐射传输和遥感研究中的必要性和重要性。报告具体分为三个方面讨论:(1)光学等价性概念在模拟中的重要性;(2)最新的电磁散射数值技术的进展及发展方向;(3)探讨气溶胶的类型与光学特性的关联性及其在遥感中的应用。
英文关键词	气溶胶遥感光学特性光散射
来源出版物	第33届中国气象学会年会 S22 青年论坛
出版年	2016
页码	2
中图法分类号	X513
资源类型	会议论文
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/372853
作者单位	浙江大学大气科学系;浙江大学光电科学与工程学院;浙江大学计算机科学与技术学院
推荐引用方式 GB/T 7714	毕磊,林武绍,刘东,等. 复杂气溶胶光学特性模拟的最新进展及其应用[C],2016:2.