水汽吸收和下垫面发射率对晴空大气红外窗区遥感影响的综合分析

从数学上探讨了晴空大气红外窗区通道遥感陆面特性水汽吸收和陆面发射率的综合影响。首先,基于辐射传输方程推导出大气水汽含量和陆面发射率(ε)引起红外窗区通道遥感陆面亮温(Tg)变化的数学表达式,指出红外辐射在传输过程中水汽吸收衰减的影响主要是引起大气透过率的变化;分析了在高温高湿和低温干燥等不同地区,红外窗区通道的大气透过率所受到的不同程度的衰减,以及水汽吸收衰减和陆面发射率对不同的红外窗区通道的影响。此外,还建立了一个红外窗区通道遥感陆面温度与地面亮温差ΔT=(Ts-Tg,imax)与水汽含量变化Δq和陆面发射率ε的二元多项式拟合方程,进一步分析大气水汽含量和陆面发射率对不同的红外窗区通道遥感的影响;指出红外短波窗区通道不但受太阳辐射污染严重,而且受陆面发射率变化的影响激烈,特别是在寒冷干燥的亚北极冬季。最后强调,为了精确地反演陆面温度,最好采用热红外窗区通道;必须考虑大气订正,特别是在高温高湿区;同时应该考虑陆面发射率等因子的作用。     

基于中分辨率成像光谱仪数据的洋面云检测新方法的研究

提出了一种利用中分辨率成像光谱仪热红外窗区通道数据进行云、晴空分离的新方法。该云检测算法从热红外窗区通道亮温出发,并结合水汽廓线,运用水汽规度法计算规度因子的值,利用规度因子的数值状态实现分离云和晴空,从而达到云检测的目的。经过大量的实验,并将结果与中分辨率成像光谱仪官方云检测产品作对比分析,结果表明准确率为91％,算法具有可行性。     

非球形粒子光散射计算研究的进展综述

介质的光散射在许多科学和工程领域中,如光学、电磁学、工程物理、天体物理、大气科学、海洋学、生态学、生物物理学等都有重要的应用。由于其重要性、复杂性和困难性,非球形粒子光散射已成为国际上光散射理论研究的焦点和前沿课题。就粒子光散射,特别是非球形粒子光散射的计算方法及其研究进展进行扼要综述。首先,从光散射的理论基础出发,指出过去广泛应用的球形粒子光散射Lorenz-Mie理论的局限性,从粒子非球形性对散射模式影响的本质,讨论球形粒子Lorenz-Mie散射与非球形粒子光散射的不等效性。在此基础上扼要地阐述了现代非球形粒子光散射计算研究的进展,包括精确的理论解法、一些重要的数值技术以及2个重要的近似解法,即光学软粒子近似和几何光学近似。并指出,近年来为了表示自然界中近于层状和更复杂粒子的光散射特性,层状粒子模型和扩展边界条件法(EBCM)正在成为热门的研究领域,是2个值得注意的发展动向。最后,简要地讨论了非球形粒子光散射计算研究所面临的挑战及其未来的发展方向。     

非球形轴对称粒子光散射的散射矩阵元素展开系数的数值计算

扼要地介绍了非球形粒子光散射的散射矩阵元素按广义球函数展开的基本理论,以及球形粒子散射矩阵元素间的关系。在此基础上较详细地阐述了计算展开系数的方法以及在程序研制中所遇到的一些问题。最后,对非球形的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ粒子光散射的散射矩阵元素的展开系数进行了计算,结果表明数值技术和计算的正确性。     

关于非球形粒子光散射的T-矩阵数值计算方法的研究

首先介绍了无规取向轴对称非球形粒子光散射的T－矩阵数值方法。然后，进一步研究了T－矩阵计算的收敛问题，提出了一种新的关于无规取向无吸收非线形散射物体的物理收敛方法，我们研究了椭球粒子的收敛问题，结果表明我们的数值方法和T－矩阵计算程序是有效的， 收敛精度与粒子的尺度和形状有很强的依赖性，在一定的条件下，我们的物理收敛速度优于NASA Mishchenko的数学收敛速序。     

温度对平流层气溶胶光学常数及辐射特性的影响

本文阐述平流层气溶胶的光学常数在不同温度下取值时,用Mie散射理论对不同浓度的平流层气溶胶红外波段的辐射特性进行的计算和分析。分析结果表明:在卫星遥感中,由温度引起的平流层气溶胶光学常数的变化对某些红外波段的平流层气溶胶辐射特性的影响是不容忽视的。     

无规取向、无吸收非球形粒子光散射的T-矩阵方法

较详细地研究了无规取向、无吸收椭球体粒子的T－矩阵收敛问题。首先，简要概括了nmax的3种收敛方案和它们的基本特性。然后，应用1993年提出的数学收敛方法（M－方法）和1998年提出和物理收敛方法（P－方法）研究收敛问题。结果表明椭球粒子收敛精度对粒子的尺度参数，纵横比以及椭球体的种类（例如，长／扁椭球）有很强的依赖性。当粒子的尺度参数不太大时，甚至在极端纵横比的条件下，P－收敛方案优于M－收敛方案。     

利用SAGEⅡ遥感分析我国上空平流层臭氧的分布和变化特征

根据1984～1992年的SAGEⅡ观测资料，对平流层臭氧(O3)进行了反演，分析了我国三个纬度区域(20°～50°N)的平流层O3分布和变化特征，得到了可作为参考模式的多年平均的平流层O3总量季节变化曲线和4个月份的垂直分布廓线。     

从紫外到中红外谱区冰的光学常数与温度关系的研究

本文简要地讨论了冰的结构及其光学特性,并应用经典的极化理论研究了冰的光学常数与频谱和温度的关系,计算了从紫外到中红外谱区、在地球大气温度范围内冰的光学常数。对计算结果的分析表明,在高空卷云的散射和辐射传输的理论计算中,温度对云中冰晶光学常数的影响必须考虑。     

随机取向小冰晶多色粒子在红外谱区光散射的线偏振特征

用有限长圆柱状模拟小冰晶的非球形性，用T－矩阵理论研究了随机取向小圆柱状冰晶多色粒子光散射的线偏振特征，强调了在红外谱区波长从大气红外短波窗区（λ=3.979μm)到远红外λ=30μm的光散射，考虑了31种粒子的谱分布和10种圆柱状纵横比。广泛的计算结果表明，圆柱状小冰粒在红外谱区的线偏振强烈地依赖于波长和折射指数、粒子的纵横比和谱分布。与文献中类似的工作比较，获得了一些新的和有意义的结果。