中国东部若干地区大气气溶胶虚折射指数特征

利用直接取样和积分片方法对大气气溶胶的折射指数虚部n_i进行了大量的实际测量。根据测量结果,给出了中国东部不同类型地区气溶胶n_i的统计特征:城市地区为0.080;郊区为0.063;乡村地区为0.030;高山为0.012;南海区域为0.006。城市和郊区的n_i值,冬半年(11月至次年的5月)比夏半年(6月至10月)大,12月份的n_i为极大值。除南海外,中国东部各类地区的n_i值比国外同类地区偏大,这与把煤炭作为主要能源造成的燃煤烟尘污染有关。     

大气气溶胶虚折射指数及其与元素的相关性

在西安、南京采集111个气溶胶样品，测定了虚折射率ni和分析了粒子中Si、Al、Ca、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ti、S、P、Pb和Zn的含量。统计分析表明，ni与S和Pb的相关系数r最高，分别为0.36和0.30，统计检验也表明，这一相关性是显著的。其它11种元素与ni的相关性较差，且并不显著。西安气溶胶S含量明显高于南京，它与ni之间的相关系数高出南京近一倍。这些结果表明，除碳C之外，气溶胶中的S和Pb及其化合物对辐射的吸收不能忽视。     

气溶胶光学厚度谱特征判断粒子大小方法初探

当气溶胶谱满足Junge分布时,Angstrom指数 (α) 可以准确地描述粒子大小,但真实大气气溶胶很少完全满足这一条件,仅用α判断粒子大小会有较大出入。基于北京、香河、兴隆、太湖4个Aeronet观测站21世纪以来各站历时都超过1年的气溶胶光学厚度资料,获得5511组lnτ与lnλ的二次拟合参数a2,a1,尝试找到一种结合α,a2,a1判断粒子大小的方法。结果表明：当气溶胶为粗粒子时 (Vfine/Vtotal＜0.2),α均小于0.75,仅用α就可以较好地判断粒子大小,但当气溶胶以细粒子为主时 (Vfine/Vtotal＞0.7),该方法会有较大出入,此时a2,a1可以有效地辅助α判断粒子大小,α＞0.75,a2＜-0.5或a2＜-0.5,a1＜-1.0是较好的判据。此外,分析发现国外研究提出的用a2-a1判断粒子大小的方法效果并不理想,尤其在1＜a2-a1＜2的情况下,粒子的组成有多种可能。     

西藏高原大气折射指数的时空分布

利用西藏高原上四个站常规探空资料，应用大气折射指数理论和统计学方法得出：利用两层指数模式拟合实际的大气折射指数垂直分布可保证精度。由于地面气象要素日较差，年较差较大，折射指数日变化、年变化在对流层低层幅度最大，气压、温度、水汽压的分布，变化决定了折射指数的分布变化，不论日际变化，还是年际变化，水汽压都占主导地位。     

长期大气折射指数预报研究

本文对近地面大气折射指数气候变化统计预报进行了研究,建立了逐步回归多重分析时变模式。在模式中考虑了大气折射指数肘间序列的振动周期、前期预报因子(降水量),还特别考虑了时间序列的振动位相,并随着新数据的到来,适时地改变预报因子和预报方程的参数。本文用该模式对上海近地面6月上旬旬平均大气折射指数进行了长期预报试验,结果表明预报误差较小,预报效果稳定,具有较好的实用价值。这方面的工作可用来对无线电波的传播环境进行预测,从而对电子工程系统进行适时的调整控制。除此而外,该预报模式也可以应用于其它的预报领域。     

确定气溶胶吸收光学特性的参数化方法研究

本文利用兰州市和北京市的气溶胶资料和辐射资料，根据Robinson的气溶胶吸收后向散射比的参数化方法，由辐射观测资料和清洁大气辐射模式确定已知谱分布下的k值。同时与用东亚大气监测网中元素碳含量值计算得到的k值相比较，两者比较符合。k值的日变化为一天中早上日出后最大，午后最小，傍晚时k值又有所增加。     

南京地区大气折射指数的周期振动

本文利用离散功率谱、周期图分析方法对南京地区1951—1980年6月上旬30年的旬平均大气折射指数N单位多频振动进行了分析,结果发现,30年中折射指数N单位值主要振动周期为5年,N单位值的峰值年与降水量峰值年相当吻合。     

气溶胶吸收光学特性对低层大气短波加热率的影响

根据气溶胶折射指数的参数化方法确定其虚部ｋ的日变化，并考虑其对短波加热率的影响，发现用ｋ的日平均值代替其逐时值计算大气气溶胶国中热率，将所得结果增大最大增值可达１．６℃／ｄ。     

多分散液态气溶胶粒子瞬时线源的扩散—沉积模式

针对飞机喷洒液态杀虫剂的研究需要，本文建立了排放呈多分散液态气溶胶粒子的高架有限瞬时线源的扩散—沉积模式。研究中发现，蒸发效应对液态气溶胶粒子的扩散及沉积量影响很大，相应的固态气溶胶粒子的高架有限瞬时线源的扩散—沉积模式只是它的一个特例。本文还讨论了液态气溶胶粒子的重力沉降速度的预报方法。     

我国部份地区大气折射指数垂直分布统计模式

本文利用我国5个测站常规探空资料,应用大气折射理论和统计学方法建立了大气折射指数垂直分布三种统计模式,结果表明:目前使用的4/3等效地球半径模式精度最差,只能在1千米高度以下使用,才能保证精度;改进等效地球半径模式精度最高;指数模式在3千米高度以下使用,精度也可保证。     

Balloon-Borne Optical Counter for in Situ Aerosol Measurements

A new balloon-borne optical particle counter has been developed to make in situ measurements of stratospheric aerosols. The intensity of light scattered at 60° from the forward direction by individual particles is measured. Aerosol number concentrations in seven size channels can be inferred. The counter has been calibrated using polystyrene and polyvinyl toluene latex spheres. There is good agreement between measured and calculated individual pulse intensities for aerosol with radii from 0.16 to 2.6 µm. The size resolution is limited by broadening of the pulse count/pulse height spectrum, arising mainly from the photoelectron statistics of photomultipliers. Stratospheric aerosol measurements have been made using this instrument at Kiruna (68°N, 21°E), Sweden, in February 1995, and at Aire sur l'Adour (44°N, 0°W), France, in 1992, 1993, and 1994. The uncertainties in the measurements are discussed. The retrieved aerosol concentrations and size distributions are presented, and shown to be broadly consistent with measurements made by the University of Wyoming optical particle counter.     

大气气溶胶折射率虚部的宽谱反演方法 II.对比实验与应用研究

通过对比观测实验 ,分析了宽谱方法与总辐射 -直射比方法对大气气溶胶折射率虚部的反演结果。对比结果表明 :两种方法对虚部的反演结果分别为 0 0 1 2± 0 0 0 3和 0 0 1 1± 0 0 0 4。另外 ,本文直接利用气象台站的辐射观测资料计算了北京 1 992年的大气气溶胶折射率虚部 ,并分析了北京地区气溶胶的局地辐射气候效应 ,发现北京气溶胶的辐射气候效应在冬季是倾向于加热的 ,而其他季节则倾向于冷却。     

气溶胶元素碳的测量及其与虚折射率的相关性

大气气溶胶的虚折射率是大气气溶胶的一个重要物理参数,它表示气溶胶对光辐射的吸收特性。大气气溶胶中的元素碳是重要的吸光物质。因此,对大气气溶胶中元素碳的测量及与大气气溶胶虚折射率测量的相关性研究具有重要意义。 本文提供了利用240C元素分析仪测量大气气溶胶中元素碳含量的方法,并对大气气溶胶元素碳含量与大气气溶胶虚折射率的测量结果作了相关性分析。结果表明,两者之间存在明显的正相关。     

Aerosol concentration measurement with multiple light scattering system and laser aerosol spectrometer

The performance of two different optical concentration-measuring techniques was investigated over a concentration range starting with about 10² cm⁻³ and extending over more than four decades. Both instruments are capable of real-time counting, however due to their particular design-single particle counter and ensemble particle-measuring system—they operate in overlapping, but different concentration ranges. The upper, coincidence-free counting limit for the single particle counter used in this study was established to be in the order of 10⁴ cm⁻³. The ensemble technique was found to be functional and stable for concentrations of about 10³ cm⁻³ and limited by the onset of multiple scattering at concentrations nearby 2×10⁶ cm⁻³. Within the determined boundaries, both techniques proved to provide reliable aerosol concentration data.     

大气气溶胶折射率虚部的宽谱反演方法 II.对比实验与应用研究

通过对比观测实验,分析了宽谱方法与总辐射-直射比方法对大气气溶胶折射率虚部的反演结果。对比结果表明:两种方法对虚部的反演结果分别为0.012±0.003和0.011±0.004。另外,本文直接利用气象台站的辐射观测资料计算了北京1992年的大气气溶胶折射率虚部,并分析了北京地区气溶胶的局地辐射气候效应,发现北京气溶胶的辐射气候效应在冬季是倾向于加热的,而其他季节则倾向于冷却。     

大气气溶胶折射率虚部的宽谱反演方法I.理论

提出了从宽谱太阳漫射辐射信息反演大气气溶胶折射率虚部的新方法。通过敏感性分析发现：宽谱太阳漫射辐射对大气气溶胶折射率虚部的变化非常敏感,而对粒子谱分布、气溶胶折射率实部、地表反射率、大气中水汽和臭氧含量的变化不很敏感或弱敏感,因此可以从中较好地提取大气气溶胶折射率虚部。数值试验表明该方法具有较高的精度。     

敦煌地区大气气溶胶光学厚度的季节变化

讨论了利用太阳直接辐射资料反演大气气溶胶光学厚度的一种方法，并且用1981－1983年敦煌地区太阳直接辐射资料计算了该地区大气气溶胶光学厚度的季节变化特征，结果表明：敦煌地区大气气溶胶光学厚度冬季稳定，变化小，春季不稳定，变化幅度大，夏季次之；秋季较小。     

大气折射率湍流结构系数C2n的观测试验

以美国NOAA波传播实验室估算大气折射率湍流结构系数的模式为基础，经过数值试验和观测对比调试，给出了一个得到我国雷达测值验证的实用的C2_n估算模式。     

MODIS遥感中国近海气溶胶光学厚度的检验分析

基于中分辨率成像光谱仪(TERRA/MODIS)的一级数据和相应的辅助数据,利用MODIS/ARIS预处理软件包(IMAPP)中的气溶胶软件反演得到中国近海气溶胶的光学厚度,与AERONET太阳光度计的反演结果作对比分析,验证了此反演方法的可行性.研究了2002年10-11月中国近海气溶胶光学厚度和Angstrom指数(表征粒子谱宽度)的变化特征,进一步结合气块后向轨迹分析和地理环境背景场信息讨论了卫星反演气溶胶光学参量的适用范围和误差来源,结果表明:IMAPP反演得到的气溶胶光学厚度,在东海和日本以南等广阔海域与气溶胶地基观测网(AERONET)的观测结果基本一致;在渤海和黄海近海岸一带反演值偏高,其主要原因是该海域存在二类水体的影响.     

基于MODIS数据的新疆大气气溶胶光学厚度时空变化分析

利用中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS）大气气溶胶光学厚度产品数据,采用三角剖分算法、最近邻点搜索、插值法和趋势分析法,分析新疆气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）时空变化。结果表明：（1）新疆AOD总体呈下降趋势且地域差异明显,南疆AOD明显高于北疆,高值区主要集中在塔里木盆地边缘和天山北坡经济带。（2）北疆AOD年际变化不明显。2014年最高,2005年最低,年均值在0.15～0.18。南疆则呈明显的年际变化。最高值出现在2006年,为0.42;最低值出现在2017年,为0.22。（3）新疆AOD呈明显季节变化特征。春季最大,秋季最小。（4）2003—2019年南疆环塔里木盆地北部、东南边缘和北疆沿天山北坡经济带AOD增量明显。