1、利用MIE散射简化计算光学厚度 黄真 2008202469站长素材 SC.CHINAZ.COM目录1234MIE散射理论基础光学厚度的计算方法利用经验方程简化计算学习体会站长素材 SC.CHINAZ.COMr2MIE散射理论基础 r21.050站长素材 SC.CHINAZ.COM米散射的粒子散射截面sc是粒子尺度数与粒子折射率M的复杂函数。常用的散射效率因子Qsc随粒子尺度数的变化很复杂，但不论怎么改变折射率，最终都趋向于2。0246810012345M=1.5-10-3iQexr/um站长素材 SC.CHINAZ.COM气溶胶光学厚度的计算 气溶胶的光学厚度是描述气溶胶光学特性气溶胶的光学厚
2、度是描述气溶胶光学特性的一个基本的物理量。光学厚度指沿辐射的一个基本的物理量。光学厚度指沿辐射传输路径，单位截面上吸收和散射物质产传输路径，单位截面上吸收和散射物质产生的总削弱，是无量纲的量生的总削弱，是无量纲的量 已知粒子数浓度谱分布、高度分布和已知粒子数浓度谱分布、高度分布和复折射指数，可利用经典的复折射指数，可利用经典的Mie散射理论计散射理论计算给定波长算给定波长（m）处的处的 站长素材 SC.CHINAZ.COM气溶胶粒子浓度高度分布 低层气溶胶浓度大主要源于地面由于重力沉降作低层气溶胶浓度大主要源于地面由于重力沉降作用，气溶胶浓度在对流层随高度增加呈指数减少，用，气溶胶浓度在对流层
3、随高度增加呈指数减少，平流层开始略有增加，在平流层开始略有增加，在20km左右处出现一极左右处出现一极大值，称为荣格层。在大值，称为荣格层。在10km以下粒子浓度随高以下粒子浓度随高度的变化可按下式简单计算：度的变化可按下式简单计算：为某一参考高度上的粒子浓度为某一参考高度上的粒子浓度 HP为气溶胶标高，一般在为气溶胶标高，一般在1到到1.4km范围，范围，1.2km是较合适的平均值是较合适的平均值)(expNNz0Hpz0N站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COMdrdzrnHpzQezr)()exp(zrrrZtopmaxmin2),(根据光学厚度的定义 利
4、用散射效 率因子和散射截面的关系，可得到上式求得气溶胶的光学厚度。但是在实际大气中n(r)的变化很大，也缺乏各地各时的资料，所以为了估算大气气溶胶的散射削弱系数，常用下列近似的关系：=C-b to pzzd z站长素材 SC.CHINAZ.COM 对于太阳光的辐射 大气气溶胶散射的光学厚度为：，p（）=m,p(0)埃斯川姆根据气溶胶的荣格分布，导出计算米散射整层大气垂直光学厚度的公式：，p(0)=-为浑浊度系数，清洁地区为0.1，污染地区较大 为波长指数，与气溶胶的平均半径有关 站长素材 SC.CHINAZ.COM当前对气溶胶光学厚度的研究 方法一：利用太阳分光光谱 利用太阳光度计测量值反演光
5、学厚度 原理就是利用比尔定律方法二：利用卫星资料反演 TERRA和AQUA,利用MODIS辐射计 原理是利用地表反射率的K指数近似站长素材 SC.CHINAZ.COM利用经验公式简化计算 对于太阳辐射，计算某高度以上的某固定波长的大气气溶胶的光学厚度：=0.08128-0.75（d/800）ma d为计算高度上气溶胶数密度 ma=mr(p/1013.25)站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM站长素材 SC.CHINAZ.COM学习感想 首先感谢杨老师布置这个作业，是一个很好的学习机会。FORCHAN的初步学习 ORINGIN绘图软件的初步使用 巩固了基础知识，对大气辐射有了更好的认识。谢谢
