自定义气溶胶模式下兰州及周边地区气溶胶光学厚度的反演

通过自定义气溶胶模式,选取类大陆型气溶胶,结合兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)气溶胶实测资料建立的气溶胶数谱模式,反演兰州市及周边地区100km×100km范围内的气溶胶光学厚度(AOD)。结果表明,在不同气溶胶模式下,AOD分布表现出一些共同特征:在兰州市西固区(工业区域)存在一个AOD高值区,兴隆山、刘家峡水库地区AOD值较低,而在榆中县城、临夏市等城镇区也表现出AOD值高于周边地区。对比反演结果与地面实测资料,发现采用自定义气溶胶模型反演的精度有很大提高。

辐射传输LOWTRAN程序气溶胶模式分析评述（二）：发展现状

着重介绍了ＬＯＷＴＲＡＮ最新版本的大气气溶胶模式结构，指出了其特点和局限性，可供辐射传输大气订正时参考。

辐射传输LOWTRAN程序气溶胶模式分析评述（一）：发展过程

详细介绍了ＬＯＷＴＲＡＮ计算程序中的大气气溶胶模式结构，综述了气溶胶诸物理量的引入历史及其相应模式的逐步发展过程，分析了ＬＯＷＴＲＡＮ在处理大气气溶胶方面的成功经验，这对今后建立符合中国地域和气候特征的大气气溶胶模式以及遥感图像的大气订正有参考价值。

可见光到远红外波段气溶胶衰减计算模式

建立了一种根据实测的气溶胶尺度谱分布（Junge指数）、地面能见度、相对湿度和气溶胶衰减廓线计算空间任意两点的气溶胶衰减计算模式，光谱波段范围覆盖了从可见光到远红外（1～25000cm^-1）。利用该气溶胶模式及国际上流行软件MODTRAN中的气溶胶模式同时和光栅太阳辐射计（pgs100）实测气溶胶衰减进行了对比，这种模式与MODTRAN相比，因考虑了气溶胶的实际尺度谱分布和高度分布，计算结果更接近实测值。利用所建立的气溶胶模式还分析了气溶胶衰减受各参数的影响，结果表明：气溶胶衰减受各参数影响较大，说明实测气溶胶参数在计算气溶胶衰减中起重要作用。将此气溶胶模式嵌入到我们自己研制的通用大气辐射传输软件CART中进行大气透过率和大气辐射传输的计算，有助于提高计算精度和增强功能。

绿色荧光蛋白标记大肠杆菌气溶胶的发生及其传播模式

为了认识微生物气溶胶的发生与传播规律,作者建立了细菌气溶胶传播模型,即试验鸡摄入用绿色荧光蛋白(GFP)基因标记的E.coliJ M109后,检测这种大肠杆菌在鸡体的排出及其形成气溶胶与传播过程。鸡饮完含E.coliJ M109-pGFP菌液(5.0×1010CFU.只-1)后,采用ANDERSEN-6级空气微生物样品收集器分别在鸡栏内、栏外2、5、10、20 m收集气载E.coliJ M109-pGFP。通过每一个采样点J M109-pGFP浓度的变化来评估动物舍微生物气溶胶向舍外环境的传播情形。结果显示,试验鸡饮完含E.coliJ M109-pGFP的饮水,0.5 h左右开始排出含E.coliJ M109-pGFP的粪便,此时测量栏内和栏外2、5、10、20 m处J M109-pGFP气溶胶浓度达最高,分别为1.531×103、8.080×102、3.360×102、2.250×102、6.600×10 CFU.m-3;栏内与栏外不同距离间的J M109-pGFP浓度差异不显著(P>0.05)。30 h时只能在栏框内收集到J M109-pGFP,为7 CFU.m-3;36 h后在栏框内也消失。结果表明,动物排泄物中的细菌能够形成气溶胶,并能通过舍内外气体交换传播到舍外,造成周边环境的生物污染。

1995～2004年东亚沙尘气溶胶的模拟源汇分布及垂直结构

利用全球气溶胶模式GEM-AQ/EC的1995-2004年10年沙尘气溶胶模拟,探讨了东亚地区沙尘气溶胶源汇分布和垂直结构特征.结果表明,东亚大陆沙尘气溶胶源区主要集中在东亚的沙漠地区,有两大沙尘主要源区:覆盖蒙古国南部及中国内蒙中西部的沙漠地区和南疆的塔克拉玛干沙漠.东亚沙尘排放量春季最大,占全年排放总量的66.81%,四月份达15.29Mt,夏季下降,秋季小幅度回升,冬季最小;东亚沙尘排放量呈现明显的年际变化及增强的趋势.东亚沙尘沉降高值区与源区一致,源区及附近以干沉降为主,远距离传输到中国东北、长江以南及西太平洋包括日本、朝鲜半岛,湿沉降占主导地位;沙尘沉降具有季节变化,其趋势与东亚沙尘排放量的季节变化大致相同,且模拟的10年沉降量呈上升趋势.东亚沙漠地区排放的沙尘主导了东亚沙尘气溶胶的变化,最大的净沙尘汇区集中在紧邻净沙尘源区的黄土高原及华北平原西部.东亚地区春夏秋3个季节均是沙尘的净源区,而冬季强西风急流输入东亚以外的沙尘使东亚整体上为沙尘净接收区.东亚大陆大部分地区,沙尘垂直分布主要集中在对流层低层3km高度以下,在西太平洋地区包括日本、朝鲜半岛沙尘高值中心位于在对流层中层5km高度上下,在沙漠以北地区沙尘垂直廓线的高值出现在对流层中上层6-8km高度.

新疆博斯腾湖地区气溶胶光学特性的观测分析

于2005年7月底至8月中旬在新疆博斯腾湖地区进行了一次野外遥感试验,其间利用法国CIMEL太阳辐射计对试验区的大气消光特性进行了测量。介绍了利用太阳辐射计对试验区气溶胶光学厚度的测量和分析原理,对测量数据进行处理研究,结果显示观测期间新疆博斯腾湖地区大气洁净,气溶胶光学厚度的日内和日间变化不大, 550 nm处的气溶胶光学厚度一般为0．17;Angstrom波长指数α一般为1．19,与6S常用气溶胶模式中的大陆型比较接近;大气混浊度系数β一般为0．08。

一种协同反演气溶胶与水汽含量的高光谱图像大气校正算法

大气校正是高光谱图像定量反演地表参数的前提。为充分利用高光谱数据本身的光谱特点,提出了一种协同反演大气气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness,AOT)与水汽含量(water vapor content,WV)的大气校正方法,在同时考虑了气溶胶模式、AOT和WV这3个因素的综合影响基础上,采用循环迭代的思想,基于6S辐射传输模型,反演大气参数及地表反射率,弥补了现有反演算法中没有同时考虑AOT与WV的不足;并以武汉市Hyperion高光谱图像为例,验证了该算法的有效性。从与FLAASH算法及MOIDS提供的AOT和WV产品对比来看,该算法能较好地校正气溶胶与水汽对高光谱图像的影响,且反演过程中所有的输入均来自图像数据本身或6S辐射传输模型,无需输入额外的参数。

光学相关论题 大气光学

P407.4 2004053972 气溶胶粒子消光效率因子的特性研究及尺度谱的拟合=Study of extinction efficiency factor properties of aerosol particle and the fit of size distribution[刊,中]/陶宗明(中科院安徽光机所大气光学重点实验室。安徽,合肥(230031)),张寅超…∥量子电子学报。—2004,21(1)。

福建沿海大气环境对输电设备积污影响的分析

阐述了福建沿海的地形、气候特点;解析了用于研究福建沿海大气环境对输电设备积污影响的海盐气溶胶积污及污染源硫酸盐积污盐密贡献模式;给出了盐密计算结果并将其与实测值相比较,得出盐密贡献模式有效可行的结论;最后对福建沿海输变电设备积污情况做了总结,并对积污区划分提出了建议。

基于AERONET的东沙海域气溶胶光学模型

使用气溶胶自动观测网(AERONET)东沙站的长期观测资料,初步建立逐月的南海东沙海域气溶胶光学特性模型。长期观测数据表明,东沙海域气溶胶光学厚度(AOD)基本低于0.5,春秋两季达到峰值,夏季最低。气溶胶粒子的有效半径在春秋两季较小,其余月份在0.5μm左右。使用三模态对数正态函数拟合区域气溶胶粒径谱,得到细模态半径为0.1μm,中间模态半径为0.28μm,粗模态半径为2.2μm。基于多波段AOD观测数据,评估该模型计算所得AOD光谱和透过率误差,可见和近红外波段透过率的均方根误差(RMSE)为1%~2%,AOD的RMSE为0.01~0.03。结果表明,所建气溶胶模型可以准确描述东沙海域的气溶胶光学特性,满足工程计算的精度要求。

观测几何对目标探测性能影响的仿真分析

在光电武器作战探测目标性能问题的研究中,不同大气/气溶胶模式、不同观测几何条件下的光电武器作战效能差异显著。针对上述问题,通过分析大气传输和观测几何对视在对比度的影响,建立了视在对比度传递模型,结合TTP准则提出了观测几何对目标探测性能的影响模型。利用Modtran软件离线计算的基础数据,提出了探测性能模型快速仿真计算方法,实现了典型地区、全天时、不同观测几何和观测距离条件下的成像系统探测性能的快速仿真计算。采用快速仿真计算方法,选取典型参数,计算并分析了不同大气/气溶胶模式、观测几何等因素对视在对比度、探测概率和探测距离等指标的影响。结果表明：观测几何对目标探测性能影响显著,50%探测概率条件下,顺光探测距离是逆光探测距离的1.38~1.7倍;不同大气/气溶胶模式条件下,观测几何对探测距离影响差异明显,海洋性气溶胶模式下影响较大,乡村型气溶胶模式下影响较小。文中提出了观测几何对目标探测性能的影响模型和快速仿真计算方法,为光电武器系统任务规划和作战效能评估提供了理论和技术支持。

南海PY30-1平台上空气溶胶光学特性分析

通过PY30—1平台上安装的CE318型自动太阳光度计，利用2011年9月至2012年10月长期观测的数据，分析了南海海域大气气溶胶的光学特性。海上气溶胶光学参数主要包括光学厚度、Angstrom波长指数、复折射指数、单次散射反照率以及散射相函数。开展海上大气气溶胶光学等特性的观测与研究是进行水色卫星定标与检验的关键。结果表明，海上气溶胶基本符合沿海气溶胶模式特征。对海上气溶胶光学特性的了解，可为深入水色卫星的定标与检验提供重要依据。

沙尘暴数值预报研究

在国家卫星中心及国家气象中心的密切合作下，中国气象科学研究院2004年在对亚洲沙尘暴大规模的观测与数值模拟紧密结合的系统研究基础上，进行了沙尘暴数值预报模式的试运行。研究组已开发的气溶胶模块CAM（Coupled Aerosol Module）模块包括了粉尘气溶胶的各个过程：释放、输送、干沉降、在云之下的湿沉降。以973项目和中科院项目建立的粉尘气溶胶排放方案为基础，包含CAM模块的区域气溶胶模式NARCM在亚洲沙尘暴模式国际比对中表现出色。