利用CE318-DP型太阳光度计反演多通道气溶胶光学特性

大气气溶胶的光学特性可对大气能量、大气环境和气候变化等产生巨大影响。为使遥感定量化更精确,反演气溶胶光学特性就变得很有必要。本文利用CE318-DP的观测数据,结合连续阶散射(successive order of scattering,SOS)算法,反演了870nm的散射相函数,并与AERONET网站对应的相函数比对,验证了反演的正确性并分析了误差来源。在此基础上,反演了6通道的单次散射反照率和偏振相函数。结果表明:在反演精度上,对数正态谱反演得到的散射相函数精度要优于由Junge谱反演得到的相函数精度;一般使用的大陆型和城市型等基本气溶胶模型已难以准确描述气溶胶特性,实际反演得到的散射相函数和偏振相函数比起用模型得到的更有应用价值;偏振相函数作为气溶胶的偏振特性参数,对气溶胶粒子的吸收性质十分敏感;偏振相函数与Angstrom指数同步变化,能够用偏振相函数表征气溶胶粒子的大小。本研究能提供更多的偏振信息,从而对不同通道的偏振相函数进行对比分析,有效提高对气溶胶光学特性的反演能力。

MICROTOPS Ⅱ型太阳光度计对比定标分析

介绍MICROTOPS Ⅱ型5通道手持式太阳光度计的基本测量原理、气溶胶光学厚度计算方法,重点对其定标方法进行研究,分析了直射通道的Langley定标法和标准仪器对比定标法,使用经过Langley定标的CE318型标准太阳光度计对其进行对比定标。实验表明:两种不同仪器间对比定标可以显著提高测量精度,得到440nm和870nm波段的AOD(Aerosol Optical Depth)指标与标准仪器的偏差在0.03以内。

基于太阳光度计的成都双流地区夏季气溶胶光学特性研究

选取成都信息工程学院航空港校区为研究区,利用CE318太阳光度计于2013年6月期间连续观测的数据反演气溶胶光学厚度,Angstrom指数和粒子谱分布,然后进行气溶胶光学特性分析,结果表明:气溶胶光学厚度随波长增加而减少;气溶胶光学厚度随人为活动和天气等诸多因素变化而变化;平均波长指数显示该地区气溶胶中小粒子占主控地位,平均直径在1.2μm左右;平均浑浊度系数为0.44,大气处于浑浊状态;粒子谱分布呈双峰型,证明该地区为城市气溶胶类型,也详细表明气溶胶粒径的变化。

兰州大气气溶胶的太阳光度计观测分析

利用2006年春冬两季在兰州及其市郊皋兰山的CE318型太阳光度计观测资料,分析了市区内与山上的气溶胶光学厚度(AOD)。通过研究发现,兰州气溶胶光学厚度的主要影响因子为大气稳定度;而气溶胶波长指数的主要影响因子为地面水平风速。市区AOD日变化呈现峰型和平稳型,山上为峰型和谷型。市区的AOD平均值显著大于山上;市区与山上的AOD平均日变化都为冬季大于春季。市区上空的大部分气溶胶集中在600m以下的高度层中,春季这一气层的气溶胶对总AOD的贡献率为71.4%,冬季为74.6%。山上气溶胶粒子半径冬季小于春季;市区上空春季气溶胶粒子以沙尘为主;冬季气溶胶粒子以烟尘排放为主。

基于CE318观测的广州市气溶胶光学特性

基于CE318太阳分光光度计观测数据,反演了广州市2011年全年的气溶胶光学厚度、浑浊度和波长指数,并对广州市气溶胶光学特性的全年总体特征、季节性特征、日变化等进行了分析。结果表明：1）2011年广州市气溶胶光学厚度（AOD）全年均值为0.53,处于较高水平。其中,春季AOD最大,均值为0.81秋冬季其次,均值为0.5左右;夏季最小,均值为0.43。浑浊度与光学厚度具有相似的特点。2）从频率分布上看,波长指数α〉1.2所占比例接近90%,在1.4∽1.6之间的所占比例〉50%,说明广州市的气溶胶主控粒子为小粒径的烟雾粒子。3）广州市秋冬季节的波长指数α较大,分别为1.46和1.50;春季α为1.27,夏季α为1.13。春夏季节粗粒子有较大程度地增多。总体上看,广州市区气溶胶类型接近于城市-工业性气溶胶与海洋性气溶胶的混合类型。4）广州市AOD的日变化与人类活动较为一致,上午持续上升,中午T 13：00左右到达一个小高峰,随后趋于稳定,T 17：00左右开始缓慢上升。波长指数α与AOD无明显关系。

基于CE318观测的广州市气溶胶粒子谱分布特征

基于CE318太阳光度计观测数据,采用消光法对广州市2011年全年的气溶胶粒子体积浓度、数浓度、体积谱、数浓度谱的全年总体特征,季节性特征及日变化进行了分析。结果表明:1)广州市气溶胶粒子体积浓度年均值为0.45μm3/μm2,春季最高,夏季最低;且粒子体积浓度与浑浊度的相关系数达到0.956。2)广州市气溶胶体积谱为双峰型,数浓度谱为单峰型。半径<0.1μm的细粒子为气溶胶主控粒子,主要由水溶性粒子和煤烟组成。3)广州市的气溶胶污染主要与工业、交通等人为污染有关;其主要成分为水溶性粒子和煤烟,此外还存在少量的沙尘和海洋气溶胶粒子。4)一天当中气溶胶粒子体积浓度随着人类活动增加逐步上升,T 12:00―15:00时段细粒子的体积浓度为一天中最高。

基于CE318数据的杭州市气溶胶光学特征研究

利用2014年6月-2015年5月布设于杭州市区的太阳光度计(CE318)的观测数据,分析了杭州市气溶胶光学厚度(AOD)、Angstorm波长指数(α)和浑浊度系数(β)的时间变化特征。结果表明,观测时间段内杭州市AOD年均值为0.65±0.31,与全国年均值相比处于较高的水平,夏季均值为0.84±0.42为全年最高,春秋两季次之均值分别为0.64±0.28和0.65±0.26,冬季最小,均值为0.56±0.26。β年均值为0.28±0.13,说明杭州市空气较浑浊。α年均值为1.16±0.24,说明杭州市气溶胶主控粒子为粒径较小的烟雾型粒子,从频率分布看,α处于0.5~1.5范围占比97.49%,处于1.1~1.5范围占比53.63%,说明杭州市气溶胶类型为大陆型气溶胶和海洋型气溶胶的混合类型。AOD、α、β三者日变化较小,变化趋势基本一致,变化曲线呈凹形,早晚时段出现峰值。研究了AOD与能见度的关系,结果表明,AOD与能见度呈负相关关系。利用Hysplit风场轨迹模型研究各个季节风场特征,结果表明,杭州地区全年主要受偏东风场、西北风场、西南气旋系统影响,夏季受偏东风场和浙西南内陆气旋系统影响,AOD最高,秋季受北方高压影响空气较清洁,冬季受西北风场影响,对空气有清洁作用,AOD最小,春季受西北风场影响空气中沙尘粒子增多。

青岛近岸海域气溶胶光学厚度观测分析

利用CE318太阳光度计测量了青岛小麦岛地区2008年4月至2009年3月的气溶胶光学厚度(AOD)数据,分析了青岛近岸海域的气溶胶光学厚度特性。结果表明:气溶胶光学厚度光谱基本满足ngstrm关系,其中大气浑浊度系数κ=0.22±0.07,ngstrm指数υ=1.26±0.23。气溶胶光学厚度的日变化有3种典型趋势,分别是上升型、下降型和凸型。季节变化特点为春、夏季气溶胶光学厚度大,而冬季小。

星载多角度偏振成像仪测量精度验证与偏差分析

为了检验星载多角度偏振成像仪(DPC)在自然目标下的偏振和辐射定标精度,设计了测量精度验证试验。在晴朗天气对天空成像,得到了天空的偏振度和辐亮度数据,并将其与同时观测的CE318型太阳-天空偏振辐射计的数据进行了比对。结果显示:三个偏振波段的平均偏振度差异小于0.02,满足DPC偏振测量精度的指标要求,但辐亮度差异较大。修正定标光源与测量目标间光谱非匹配的影响,两台仪器观测波段、观测视场非一致性的影响以及系统偏差后,两台仪器490nm和670nm通道的平均辐亮度的差异小于1%,865nm通道的平均辐亮度差异小于2%,验证了DPC定标数据的有效性和仪器的测量精度。

广州市晴空气溶胶光学特性及源特征分析

利用CE318太阳光度计观测数据反演了广州市2015年晴空气溶胶的基本光学特性,分析其时间变化特征及探究本地污染来源,并基于HYSPLIT后向轨迹模型研究了广州大气污染外部输送来源的特征。结果表明:①2015年广州市AOD年均值为0.625,处于较高的水平。其中,春季AOD值最大,其余依次为秋季、冬季、夏季,具有明显的季节变化特征;②气溶胶基本光学特性的日变化与人类活动密切相关,道路交通污染是大气气溶胶的主要来源;③大气污染受外部输送的影响具有明显的季节变化特征,与本地排放叠加,使得广州大气污染加重,且常年有海洋性粒子输送;④各个季节波长指数均大于1,主要分布在0.8～1.4区间内,全年气溶胶组分稳定,以较小粒径的气溶胶为主。总体看来,广州地区气溶胶类型主要为城市—工业型和海洋性气溶胶的混合类型。