拉曼散射激光雷达反演平流层气溶胶消光系数廓线

介绍了位于南京北郊的拉曼散射激光雷达的基本结构,描述了使用拉曼散射激光雷达反演平流层大气气溶胶消光系数廓线的数据处理方法。重点研究了南京北郊2011-12-08与2011-12-09晚间平流层气溶胶观测数据,对拉曼散射激光雷达距离矫正信号进行4种不同阈值的小波去噪,选择出合适的阈值,然后利用反演原理公式,得到平流层大气气溶胶消光系数廓线,分析了平流层大气气溶胶消光系数的变化特征。     

大气气溶胶光学特性激光雷达探测

本文叙述了大气气溶胶探测激光雷达方程解和数据处理方法，给出了我们自行研制的L625和L300两台激光雷达系统的结构和主要技术参数，对平流层和对流层大气气溶胶光学特性的激光雷达探测结果进行了分析和讨论。     

根据大气辐射特征进行目标探测的波段选择

介绍了通过大气光谱特征分析对大气层外目标进行探测的波段选择方法。在考虑目标本身辐射强度、背景大气的辐射强度、目标背景对比度、斜程大气透过率以及探测器的响应特性诸因素后进行波段选择。从而提高对目标的鉴别性能。选择中纬度夏季白天、无云城市气溶胶模式、春夏季气溶胶廓线以及背景平流层廓线和消光的大气条件，利用辐射传输计算软件MODTRAN计算了目标背景亮度、对比度以及透过率的典型光谱特征，并进行光谱特征分析，然后在其他大气模式下对所选波段进行了验证，从而选择出目标探测的最优波段。     

黄海海域气溶胶光学厚度测量研究

了解海洋上空大气气溶胶的变化情况具有重要的科研和应用价值。本文在讨论了太阳辐射计的标定、大气气溶胶光学厚度的计算和Angstroem参数的计算等问题的基础上，介绍了利用多波段太阳辐射计对黄海海域气溶胶光学厚度的测量和研究。测量结果表明黄海海域大气气溶胶主要由自然来源的气溶胶构成，气溶胶光学厚度在0．1左右，光学厚度的日变化和逐日变化不大，Angstroem波长指数约为1．2，大气混浊度指数在0．05左右。     

用光学粒子计数器测颗粒物质量浓度和能见度

2001年夏季和冬季，在北京市大兴区榆垡镇，利用光学粒子计数器、能见度仪和颗粒物质量监测器对近地面大气气溶胶粒子数密度、大气能见度、颗粒物质量浓度(PM10、PM2．5和PM1．0)等进行了联合观测实验，取得了大量相关资料．本文通过对不同尺寸大气气溶胶粒子的数密度与颗粒物质量浓度及大气能见度的多元线性回归分析，给出了利用粒子数密度计算PM10、PM2．5、PM1．0和大气能见度的经验计算公式．     

基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量

气溶胶光吸收特性是影响气溶胶大气辐射强迫的重要因素,光声光谱技术被认为是测量气溶胶光吸收特性的理想方法之一。利用扫描电迁移率粒径谱仪和自行设计的气溶胶吸收光声光谱仪对合肥郊区大气气溶胶的粒径分布和吸收系数进行了连续测量,获得了某一时段大气气溶胶粒径谱和吸收系数的变化趋势,分析发现大气气溶胶的吸收系数与其数浓度和粒径分布存在较好的正相关性,且碳质气溶胶的排放是影响该地区大气气溶胶光吸收特性的主要原因。     

大气、地表条件对目标-背景对比度的影响分析

本文利用辐射传输软件包MODTRAN．详细分析了大气模式、地表状况以及气溶胶模式等诸多参数对0．43～0．75μm波段范围内的目标背景对比度的影响，主要结果为；①季节变化给目标识别带来一定程度的影响，在同一种大气模式下，在冬季比在夏季更容易识别目标，但是季节变化仅改变C的大小，且变化幅度较小；②不同的大气模式下的C值随波长变化的分布形式发生变化，纬度较高的大气模式下C值较大，或者变化趋势较为明显；③地面反照率对C值的影响较小，同一波长对应的对比度的相对变化较小；④气溶胶模式的变化不仅影响C值的大小，而且改变了C值随波长的分布情况，但是这种影响与其他影响因素相比是很小的．     

大气气溶胶对用红外窗区通道遥感陆面温度的影响

分析了大气气溶胶对红外窗区通道辐射传输的影响,考察了在用红外窗区通道反演陆面温度中,大气温度和湿度廓线没有误差时,大气气溶胶的不确定性对反演精度的影响,以及大气温度、湿度和气溶胶同时有偏差对地面温度反演精度的影响.     

大气气溶胶对用红外窗区通道遥感陆面温度的影响

分析了大气气溶胶对红外窗区通道辐射传输的影响,考察了在用红外窗区通道反演陆面温度中,大气温度和湿度廓线没有误差时,大气气溶胶的不确定性对反演精度的影响,以及大气温度、湿度和气溶胶同时有偏差对地面温度反演精度的影响。     

边界层气溶胶类型对中红外光波传输的影响

主要利用MODTRAN5.0分析了2~5μm波段五种类型的边界层气溶胶对整层大气透过率的影响及背景对流层气溶胶对高空上行传输背景下透过率的影响。结果表明:对于2~5μm波段的整层大气,在2.0~2.5μm及3.5~4.0μm波段气溶胶对大气透过率的影响较大,且相同背景下大气能见度越低,气溶胶对大气透过率的影响越大,因此,计算整层大气透过率时不仅需要考虑气溶胶类型对透过率的贡献,同时需要考虑能见度对透过率的影响;对于高空上行传输背景下的大气,绝大多数波段内的透过率随着初始高度的增加而增加,且两种类型下的背景对流层气溶胶下的最大透过率相对不考虑气溶胶时分别降低了9.25%及8.97%,就其绝对偏差而言,计算高层大气透过率时可以不考虑背景对流层气溶胶类型的影响。因此对于地基测量系统需要考虑边界层气溶胶对其辐射的衰减,尤其是能见度较低的时候;对于机载光电系统气溶胶对其能量衰减小,尤其在10 km以上传输高度,且适当地提高初始传输高度可以减小大气对其衰减。     

基于颗粒物光学检测技术的大气沙尘气溶胶 形貌、混合态研究进展

大气中的沙尘气溶胶颗粒物会通过与太阳辐射相互作用、参与云的形成过程等, 对气候系统产生强烈影响。 对流层中的沙尘气溶胶通常是含有各种粒子成分的不均匀混合物, 只有通过详细了解单个沙尘粒子的理化特性才能 充分认识其对气候的影响效应。基于此, 对过去 20 年基于光学方法对大气沙尘气溶胶观测分析的研究进行了全面的 综述。回顾了利用电子显微镜、激光雷达以及单颗粒质谱等光学技术的研究成果, 简要介绍了基于扫描电镜和能谱、 偏光特性、非对称因子等的观测分析技术, 并讨论其优缺点; 总结了沙尘气溶胶形貌、混合态特征研究, 讨论其参与大 气物理化学过程的主要方式; 讨论了污染沙尘的光学性质、吸湿特性及成核能力, 这些特性都对气候变化和预测有重 要影响。大气中的沙尘气溶胶是复杂多样的, 如何将精确的单粒子分析技术和快速响应的在线检测技术结合将是未 来大气探测的研究重点, 这些研究成果也将进一步扩展到气溶胶的环境和气候影响研究, 以及人类健康风险评估中。     

平流层空中信息平台中电机电磁干扰研究

研究平流层空中信息平台的电磁兼容问题具有十分重要的意义.以平台中的伺服电机发生火花放电时对外造成的电磁辐射为主要干扰源,建立了电磁干扰的物理模型,并通过仿真计算分析了平流层空中信息平台的电磁干扰分布及其对平台上所用通讯天线阵的影响.为平流层空中信息平台的系统设计提供了有效的指导.     

Terahertz Photometer to Observe Solar Flares in Continuum

Solar observations at sub-THz frequencies detected a new flare spectral component peaking in the THz range, simultaneously with the well known microwaves component, bringing challenging constraints for interpretation. Higher THz frequencies observations are needed to understand the nature of the mechanisms occurring in flares. A THz photometer system was developed to observe outside the terrestrial atmosphere on stratospheric balloons or satellites, or at exceptionally transparent ground stations. The telescope was designed to observe the whole solar disk detecting small relative changes in input temperature caused by flares at localized positions. A Golay cell detector is preceded by low-pass filters to suppress visible and near IR radiation, a band-pass filter, and a chopper. A prototype was assembled to demonstrate the new concept and the system performance. It can detect temperature variations smaller than 1 K for data sampled at a rate of 10/s, smoothed for intervals larger than 4 s. For a 76 mm aperture, this corresponds to small solar burst intensities at THz frequencies. A system with 3 and 7 THz photometers is being built for solar flare observations on board of stratospheric balloon missions.     

Retrieval algorithms for stratospheric aerosols based on ADEOS/ILASmeasurements

This communication describes a procedure to estimate the vertical profiles of stratospheric aerosols based on the visible data to be obtained by ADEOS/ILAS. The authors' algorithms mainly consist of two parts: the first process is baseline estimation for the observed transmittance spectrum, followed by the inversion process that derives vertical profiles of atmospheric extinction from ILAS transmittance data. Model calculations with an ILAS simulator show that the authors' treatment provides quick and accurate results within the expected domain of validity     

基于光腔衰荡光谱的气溶胶吸收系数测量方法不确定度分析

差分法（extinction minus scattering）是气溶胶吸收系数的常用测量方法之一。针对气候变化对气溶胶吸收系数的敏感性要求,理论分析了基于光腔衰荡光谱测量消光系数、散射系数的不确定度,推导了气溶胶吸收系数的不确定公式,并讨论了不同气溶胶单次散射联合反照率下气溶胶吸收系数的不确定度值,为研究大气气溶胶吸收对气溶胶辐射强迫以及气候强迫的影响提供参考。     

基于浮空平台的星地激光中继通信系统设计

针对星地激光通信受大气环境影响较大,无法全天候工作的难题,可考虑在18~22 km的平流层高度部署星地激光中继通信系统。其中卫星与平流层中继系统间采用激光通信,平流层中继系统与地面间采用大容量毫米波通信,基本消除大气环境(云、雨、雾、大气湍流等)对激光通信的影响,提高星地激光馈电链路可用度。受限于平流层平台成熟度不足,需首先开展基于成熟浮空平台的星地激光中继通信系统研究,先期对缓慢移动浮空平台搭载激光通信载荷与卫星间链路对准,激光通信载荷在浮空平台顶部柔性表面安装可行性等关键技术进行验证,为后续在平流层高度部署临近空间信息网络提供技术支撑。     

真核微生物与原核微生物气溶胶0.25~15 μm光学特性

微生物气溶胶作为大气气溶胶的重要组成部分,可以通过吸收或散射影响大气辐射特性。当前对于微生物气溶胶光学特性的研究,多局限于单波段或单种质,无法归纳出微生物气溶胶光学特性的一般性和特殊性,不利于全面分析微生物气溶胶对大气辐射特性的影响。测量了三种真核孢子微生物和三种原核杆菌微生物材料在0.25~15 m波段的光谱反射率,结合K-K算法计算复折射率m,并对微生物FTIR光谱进行分析,比较了真核与原核微生物0.25~15 m波段光学特性的相同与相异之处。研究结果可以帮助全面理解和定量计算大气辐射特性,为微生物气溶胶遥感探测和类型鉴别提供理论支撑,为开发新型功能性材料提供了新思路。