气泡数密度对尾流光束衰减测量的影响

为准确地测量出尾流气泡群的衰减,提高前向光尾流探测的可靠性,研究了气泡数密度对尾流光束衰减测量的影响.基于辐射传输方程的小角度近似解,得到了探测截面上的约化功率和漫射功率的表达式.根据测量条件,引入了有尾流气泡和无尾流气泡时探测截面上接收到的辐射功率之比作为透射函数,并进一步引进了复散射校正因子,它表征了复散射效应的强弱.针对典型的尾流气泡分布,通过数值计算得到了不同测量条件下气泡数密度与复散射校正因子、透射函数的关系.数值计算结果表明:复散射校正因子都随气泡数密度的增大单调的增大,透射函数都随气泡数密度的增大单调的减小;测量条件不同,气泡数密度对光束衰减的影响也不同.研究结果表明,给定测量条件和透射比时,利用小角度辐射方程可以得到气泡群数密度的量化信息.

气泡尾流光束衰减测量中的复散射校正

为了分析复散射对气泡尾流衰减测量的影响,采用小角度辐射传输方程,引入了表征复散射效应强弱的校正因子,通过数值求解分析了典型的尾流气泡尺度分布和数密度条件下复散射校正因子与接收视场角、光学厚度、光束大小和接收截面大小等参量之间的关系。结果表明,接收视场角在前向小角度范围内的变化对复散射校正因子的影响很大,而视场角较大时对复散射校正因子的影响基本相同;光学厚度的变化对复散射校正因子的影响显著,且在光学厚度小于1时,影响更明显;接收截面大小的变化在光学厚度小于1时对复散射校正因子的影响很小,但在光学厚度较大时,对复散射校正因子的影响比较明显;光束大小的变化对复散射因子的影响相对较小,且在光束束腰较大时对复散射因子的影响基本不变。该研究为尾流光束衰减测量条件的选择和优化提供了理论依据。

Bio-Argo浮标观测北大西洋色素与颗粒物的季节分布

通过一台Bio-Argo浮标在北大西洋(冰岛附近)运行近2年(2008年6月-2010年5月)获得的观测数据,分析与研究了该海区叶绿素a浓度([Chla])、颗粒物后向散射(b_(bp)p(532))和光束衰减系数(c_p(660))的季节变化及其生物光学关系。研究表明,北大西洋生物光学参量存在明显夏高冬低的季节分布,其中表层[Chla]最高超过2mg m^(-3),最低仅为0.05mg m^(-3);c_p(660)的季节变化更明显,幅度超过2个数量级;b_(bp)(532)则存在一个明显的背景值,约为0.00065 m^(-1),可能是一种非藻类颗粒物的存在或是来源于仪器的测量误差;[Chla]、c_p(660)以及b_(bp)(532)之间均呈良好的指数相关关系,但在后向散射的高值区(>0.004 m^(-1)),生物光学关系减弱,可能是由于北大西洋的夏季浮游植物种群的变化。

Bio-Argo浮标观测贫营养水体浮游植物的光适应特性

本文通过4台Bio-Argo浮标在全球三个贫营养海区(南、北太平洋副热带海区、西北地中海)的观测数据,研究了叶绿素a浓度([Chla])和光束衰减系数(cp(660))的季节变化、两者的比值随光照的变化。研究表明,在南、北太平洋副热带海区,表层[Chla]与cp在季节上存在显著的非耦合性,[Chla]冬高夏低,cp几乎不存在季节变化;在西北地中海,[Chla]与cp在季节上存在一定程度的共变特征。整体而言,[Chla]与cp的比值体现了浮游植物的光适应性,随生长光照的增高而降低。浮游植物的光适应性也存在明显的海区差异,通过两种回归模型,本文建立了三个海区的光适应方程,分析表明,造成这种海区差异的原因在于:除光照的限制外,浮游植物还受温度和营养盐的限制,回归系数C表征了温度与营养盐限制在季节上变化的程度,变化程度越小,C越接近于3。

短距离FSO系统研究

自由空间光通信(FSO)系统性能受激光产品的安全标准、激光的大气传输特性、激光波长及背景噪声等诸多因素限制。在分析计算上述因素影响的基础上给出了短距离FSO系统的一些设计原则和参数。