蒙特卡罗模拟大气颗粒物粒子偏振特性研究

针对传统雾霾监测方法周期长,成本高的缺点,基于蒙特卡罗算法模拟了大气颗粒物粒子的偏振特性,进而来探索雾霾监测新方法。通过蒙特卡罗算法对大气颗粒物光散射过程进行模拟研究,首先采用Stokes参量和穆勒矩阵来构建光子传输与大气颗粒物介质偏振特性的模型,然后模拟研究入射光偏振态、波长以及粒子中值半径对偏振光在浑浊大气传输过程中的影响,最后统计不同角度的出射光子偏振信息。实验结果表明空气动力学直径在0.01μm-2.5μm(PM2.5)的大气可吸入颗粒物经过偏振光散射后出射光表现出明显偏振特性,且线偏振度随散射角出现驼峰型变化。基于这一模拟结果为后续利用偏振特性来监测雾霾污染提供了新的思路。