浮尘气溶胶对沙漠大气边界层结构作用的昼夜差异

利用2016年7月塔克拉玛干沙漠腹地每日4次强化探空和地面气象观测数据,对比分析了夏季塔克拉玛干沙漠晴日和浮尘日的大气边界层结构变化及地表辐射收支差异,揭示了浮尘气溶胶对大气边界层结构影响作用的昼夜差异及作用机理。结果表明:(1)夜间晴日和浮尘日稳定边界层高度分别为270 m和360 m;晴日稳定边界层逆温强度达到3.1 K·(100m)^(-1),强于浮尘日的1.6 K·(100m)^(-1);白天晴日对流边界层高度接近3600 m,浮尘日仅达2700 m。(2)夜间浮尘气溶胶的向下长波辐射削弱了地表辐射冷却,抬升稳定边界层高度并减弱其稳定度。(3)白天晴日强的太阳短波净辐射加热沙漠地表,其强烈的感热作用形成了超高对流大气边界层;浮尘气溶胶明显减少了地表短波辐射和感热加热,降低了白天对流边界层高度。塔里木盆地独特的浮尘气溶胶辐射效应对沙漠地区大气边界层结构具有昼夜相反的影响。

浮尘天气条件下无线紫外光通信的传输特性

基于浮尘的粒子谱,采用Mie散射理论分析浮尘粒子各粒径下的散射效率因子和散射系数;采用蒙特卡罗方法模拟分析浮尘天气时浮尘粒径及浓度对紫外光通信的影响;搭建实验装置,测试不同浮尘天气下浮尘粒径及浓度对紫外光通信性能的影响,并与仿真结果进行了对比。结果表明:1)浮尘粒子的散射效率因子和消光效率因子呈现振荡衰减趋势,且随着尺度参数的增大最终分别振荡收敛于2.07和1.14附近;2)当浮尘浓度一定时,紫外光通信的路径损耗随粒径的增大呈先减小后增大的趋势,出现极小值的半径范围在1.0~1.5μm之间;3)浮尘天气中,紫外光短距离通信时,路径损耗随着浮尘浓度的增加而降低,随通信距离和收发仰角的增大而增加。