卷云散射的蒙特卡罗法模拟

在对空中目标观测时,高空卷云的散射对目标检测与识别产生了重要影响。鉴于此,该文概述了卷云中规则几何形状冰晶粒子的单次散射计算方法,以及卷云中冰晶粒子的分布情况。对卷云中冰晶粒子的微观物理特性做了进一步探讨,并假设卷云尺度谱遵从Gamma分布,模拟了光波波长0.4～4mm,粒子有效半径为10～120mm的卷云单次散射角与相函数的关系,利用Monte Carlo方法对光子与云滴的碰撞作用后产生多次散射概率进行了建模与仿真。仿真结果表明,卷云的光学厚度随多次散射阶数的增加而增大。     

辐射传输方程中的平均单次散射反照率的计算

根据米耶理论,对均匀系中单粒子平均单次散射反照率的计算进行了研究,并分析了反照率与粒子尺度因子以及复折射率之间的关系.结果表明,当粒子尺度因子x较小时,反照率随着x的增大而增大,但是当x再继续增大时,反照率出现了"波动",总体呈现出减小的趋势,最终趋于0.5.利用米耶理论和van de hulst近似,还分别计算0.4～0.5μm和8～12μm光谱范围内气溶胶粒子的反照率,并进行了比较,结果表明,除了波长为3μm的邻域外,随着波长的增大,反照率逐渐减小,但是利用van de hulst近似所计算的结果在8～12μm光谱范围内有较大的误差.     

大气中的激光传输的光束漂移问题研究

当激光束在大气中传输时,由于受到湍流大气的影响,其将会偏离预期的位置,此现象称为光束漂移.由于大气湍流的随机性,造成了准确求解激光漂移的难度,基于概率论的相关知识可得到在弱湍流情况下光束漂移的概率密度函数分布服从正态分布,然后利用Markov近似的方法得到的光束漂移的方差来具体分析漂移的问题,并结合具体的实验结果对理论分析进行比较.     

冰晶粒子散射理论模型

由于卷云几乎覆盖了地球表面的20%,卷云中各种形状的冰晶粒子对光的吸收与散射对卫星通信、大气和地面温度等有重要影响.从米氏理论适合均匀球形粒子散射模型出发,把冰晶粒子简化为轴对称形状和球形状的粒子,以单个冰晶粒子为研究对象,引进边界条件和谐波成分,建立T矩阵模型,并和经典米氏理论的严格解比较,得出T矩阵理论用于解决高层卷云冰晶粒子散射问题与经典米氏理论解的一致性结论.