宽带太阳漫射辐射法反演辐射加权平均的气溶胶一次散射反照率研究

引入了一个辐射加权平均的宽带气溶胶一次散射反照率(SSA)的定义,提出了一个从宽带的漫射信息反演该SSA的方法。数值模拟结果表明,在Junge气溶胶谱分布情形下,对气溶胶光学厚度、ngstr m指数与气溶胶虚部的通常变化范围,应用该SSA所计算的2160组宽带太阳辐射反射率、漫射透过率、总透过率和吸收率的相对标准误差都在1.107%以内;绝对标准差在0.00287以内。对非Junge的大陆性和都市工业污染气溶胶模式(由水溶性、沙尘和碳粒子组成),在72组反射率、漫射透过率、总透过率和吸收率计算中,相对标准差都在2.047%以内,绝对标准差在0.0075以内。在Junge气溶胶假设下,作者提出了一个综合应用宽带太阳直射和漫射信息同时反演气溶胶光学厚度与辐射加权平均SSA的方法,并通过模拟反演分析了SSA反演的3个主要误差因子。从反演结果可以看出:(1)如果ngstr m指数误差在±0.2以内,对0.55μm气溶胶光学厚度大于0.312大陆性气溶胶,SSA误差在±0.0418以内;(2)波长无关的宽带地表反照率适用于SSA反演;(3)气溶胶光学厚度越大,辐射资料误差所引起的SSA解误差越小。当辐射误差在±2%以内以及0.55μm气溶胶光学厚度大于0.312时,SSA解的误差在±0.0149以内;辐射误差在±4%以内时,SSA解的误差在±0.0317以内。

从光谱或宽带太阳总辐射反演气溶胶一次散射反照率研究

提出一个应用光谱或宽带太阳总辐射反演气溶胶折射率虚部和一次散射反照率(SSA)的新方法,它在原理上是基于漫辐射分量对SSA的敏感性.通过数值模拟分析了辐射误差,气溶胶光学厚度(AOD)和谱分布误差,水汽含量误差和平面大气假设所引起的SSA反演误差.如模拟结果所示,对于文中建议的AOD下限,如果辐射资料误差分别在±2%和±5%以内,SSA误差在±0.029和±0.07以内;如果AOD误差在±10%以内,SSA误差在±0.041以内.实际AOD越大,SSA反演精度越高.文中还把从北京气象台站总辐射资料反演的SSA与AERONET北京站的SSA产品进行比较.对4个AERONET波长,应用本方法的SSA平均值对AERONET结果的最大偏差为0.032;均方根偏差都在0.052以内.两者有较好的吻合.

声波介质一次散射波场高斯束Born正演

Born正演是一种常用的地震波场正演模拟方法,也是线性化地震反演的理论基础.在实际应用时,Born正演通常结合常规的地震射线方法进行实现.为了克服常规地震射线方法的弊端,并且保证地震波场的模拟精度和计算效率,本文提出了一种基于高斯束的一阶散射波场Born正演方法.该方法分为两个环节:首先,我们利用高斯束的走时和振幅信息将地下散射点处的反射率映射为地表束中心位置处的局部平面波;然后,我们利用逆倾斜叠加将局部平面波转化为接收点处的时空域散射波场.在具体的实施过程中,我们提出一种以wavelet-bank方式实现的局部平面波合成方法,同现有的算法相比,可以在保持计算精度的同时,大大减少计算时间;此外,我们还利用最速下降法优化了高斯束的迭代循环过程,进一步提高了Born正演的计算效率.两个模型的应用效果证明,本文所提出的高斯束Born正演方法可以精确、高效的实现声波介质一次散射波场的正演模拟,为三维大规模地震波场的正演问题提供了一种切实可行的实现方案.

弹性各向同性介质一次散射波场高斯束Born正演

本文提出了一种弹性波一次散射波场的正演方法——弹性波高斯束Born正演.该方法以线性散射理论为基础,通过Born近似建立起地下散射点处不同波型的反射率同弹性波主分量波场之间的数据映射关系,利用高斯束所包含的走时、振幅和极性信息进行不同波型的局部平面波的合成,进而通过逆倾斜叠加将所合成的局部平面波转化为时空域的多分量地震记录.该方法不但保持了射线类方法高效的优点,还具备了处理多次走时波场的能力,从而保证了复杂构造的波场模拟的精度.文中两个数值模型的应用效果表明,本文所提出的弹性波高斯束Born正演算法具有近似于波动方程有限差分法的波场模拟精度以及高得多的计算效率.

闪光层析成像散射修正计算研究

利用闪光照相成像系统底片信息,通过直接法对客体线性吸收系数空间分布进行重建,需能精确得到底片直穿量的信息,为解决这一问题必需对散射量进行修正。本文通过解析法推导出精确计算X光正向输运过程中未经碰撞与只经1次碰撞到达探测器处计数的理论公式,同时通过蒙特卡罗计算程序MCNP分析不同照相客体次级散射效应特性,对次级散射量进行数值修正,并由此编制快速光子正向计算程序SAT。与MCNP程序统计结果进行数值校验,结果表明,SAT程序能精确计算X光穿过照相客体到达探测器处的直穿量、散射量及总照射量计数,且计算速度远快于MCNP程序,这为闪光层析成像图像重建迭代扣除散射提供了快速精确的散射修正工具。

公式cot■/2=((4πε_o)/(Ze^2))Eb的另一推导法

推导■粒子的散射公式时,首先假设: 1.■粒子只发生一次散射,即单散射问题, 2.在很小的距离(10=14cm)内遵守库伦定律, 3.忽略电子的屏蔽效应, 4.假设原子核是固定的。然后应用能量守恒定律和动量守恒定律得到下列方程: