在非均匀水云中太阳辐射的传输

本文概述云的透过、吸收和反射数值计算的方法。该方法考虑到云中水汽和水滴吸收光谱的变化以及多次散散射的影响，使用到达云顶的太阳辐射对云熵光学特性作加权平均，通过蒙特卡罗方法来模拟宽光谱间隔的太阳辐射在云内的传输。该模型对云内微物理学特征的空间非均匀性作了考虑，计算结果已得到实测资料的证实。     

大气短波辐射传输之辐射函数的改进

改进了大气短波辐射传输之辐射函数的定义，将大气散射相函数与大气单次散射反照率之积随高度的变化包括在内．对改进型辐射函数（ＩＲＦ）的性质进行了较深入的研究，其中包括：各次散射光强与ＩＲＦ的关系，ＩＲＦ的解析递推公式，高价ＩＲＦ与零阶ＩＲＦ的解析关系，以及ＩＲＦ关于光学厚度的幂级数等．     

0.45～0.95μm太阳辐射在大气中的传输计算

根据瑞利散射、分子吸收线数据库、Mie散射理论和离散坐标法（DOM）,计算了在一定环境下（气溶胶种类、相对湿度、能见度等）,在不同太阳天顶角和不同观察仰角时,因大气同太阳辐射的相互作用而形成的天空背景光谱特性。对0．45-0．95μm波长范围内,天空背景光谱亮度随气溶胶种类、波长、能见度及观察天顶角的变化作了数值计算和理论分析。计算结果表明,利用本文方法所得到的天空背景光谱亮度随太阳天顶角和观察仰角的变化趋势同实测是一致的。     

非视线单次散射大气传输模型研究

为了研究波长为1.06μm的红外激光散射通信系统各种几何参量对系统性能的影响,利用非视线单次散射大气传输模型分析了接收机、发射机的收发视场、俯仰角以及传输距离等几何参量对接收机接收功率和路径传输损耗的影响。结果表明,增大接收机的视场可以提高探测到的散射光信号功率,而增加发射机的发散角则基本不影响接收到的信号功率;在其它参量不变的情况下,增大接收机或者发射机的仰角都减小了接收机的探测到的信号功率;在散射角和传输距离一定的情况下,适当地降低发射机的仰角可以提高接收机探测到的散射光信号功率。这些结果对系统设计有一定的参考价值。     

THz辐射大气传输研究和展望

THz辐射在大气中的传输特性是THz波空间通信、大气科学及遥感检测等空间应用的基础,掌握不同温度、高度、湿度和压力等条件下THz频段大气透过率窗口的位置和宽度对于促进该频段的应用具有重要意义。本文分析了THz辐射大气传输的研究概况,包括大气传输的基本原理,辐射传输方程的推导以及对各类THz辐射大气传输模型的比较,并指出尚待解决的问题,最后对THz辐射大气传输研究给出若干建议和展望。     

亚毫米波的大气传输研究

主要研究了在近亚毫米波段的大气传输特性。通过分析远红外区和毫米波区的大气传输模型，给出了亚毫米波段的大气传输模型以及加权项的表达形式，推导了以宏观气象条件为参变量的解析表达式，加权模型与实验数据基本吻合。在散射模型中，以气溶胶形式存在的粒子对同一波长的散射表现不同，提出了以粒子的统计分布均位代替一般的密度分布，从而提高了计算精度。模拟计算结果与实验分析是一致的。     

基于Mie散射理论的云红外辐射传输研究

在Mie散射理论的基础上,计算了8~14 μm波段不同半径云粒子的散射特性,对散射相函数的特点进行了分析。根据积云、层云和卷云的粒子分布,对三种云的散射相函数、散射系数、吸收系数以及对辐射衰减90%的距离进行了计算,并根据辐射经过云层的传输方程,分析了云粒子前向散射对辐射传输的影响。结果表明:积云和层云对辐射衰减90%的距离分别在20 m、60 m以内,而卷云的可达2km以上。     

低能见度下紫外光非直视传输模型研究

为了克服紫外光通信中单散射模型在低能见度下的适用局限性,基于一阶多次散射理论,对Luegtten非直视单散射信道模型进行修正。在原模型的建模基础上,修正模型考虑了大气分子的瑞利散射和气溶胶的米氏散射,并且引入了多次散射的影响,运用Matlab对修正模型进行了仿真。结果表明,在低能见度下修正模型比原模型在信道模拟上有较大改进,数据与试验结果吻合得更好;由于一阶多次散射理论适用于多次散射小于单次散射但又不能忽略的情况,修正模型与实际情况存在一定的差距。这对低能见度下的紫外光通信试验提供了参考数据。     

非视线光散射通信的大气传输模型

利用大气对光的散射作用可以实现非视线通信.在单次散射假定下,研究了非视线光散射通信系统的大气传输模型.利用该模型分析了光源发散角、接收视场和收发仰角等系统几何参数与接收散射光能量之间的关系;重点讨论了大气分子散射和气溶胶散射各自对接收散射光能量的贡献.结果表明当系统的收发仰角较大时,接收光能量主要来自大气分子散射;反之,气溶胶散射则成为接收光能量的主要部分.对于工作在日盲紫外光谱区的非视线通信系统,增加接收视场可以有效地增大系统的信噪比.发现在两种典型的收发仰角情况下,接收散射光能量随光源发散角的变化趋势是相反的,这说明光源发散角要根据实际的应用场合设计确定.     

非视线大气散射传输仿真研究

利用非视线单次散射激光大气传输模型分析了工作在日盲紫外光谱区的激光散射通信系统接收机、发射机的收发视场、俯仰角以及传输距离等几何参数对系统路径传输损耗的影响。计算结果表明,发射机的视场变化对路径传输损耗几乎没有影响,接收机视场的大小对系统性能的影响很大,在发射激光功率不变的情况下,增大接收机的视场可以显著地提高接收机的信号强度,减少系统的路径传输损耗,但在实际应用中受到一定的限制。发射机的仰角变化对系统的影响较大,而接收机的仰角变化对系统的影响相对较小。     

大数量高密度圆形箔片云团双站电磁散射特性

本文根据随机介质的矢量输运理论 ,建立了大数量复杂结构的箔片云团理论模型 .运用蒙特卡罗算法对电磁波在高密度干扰云团内散射过程进行了数值模拟 .首次得到了具有密度分布和取向分布的大数量、高密度圆形箔片云团的双站RCS .     

高分辨率大气传输模型FASCOD2

本文介绍了高分辨率大气传输模型ＦＡＳＧＣＯＤ２，详细了讨论了模型的特点，进行了不同大气传输模型的比较，作为ＦＡＳＣＯＤ２的一个应用实例，计算了碘激光大气透过率并与实验测量资料作了比较，给出典型大气状况下水平传输和斜程传输的大气精细光谱结构的计算结果，提出了在农村气溶胶模式情况下利用常规气象资料求取碘激光大气透过简便方法。     

云遮挡对海上红外透过率影响分析

大气透过率是影响红外辐射传输的重要因素.由于基于海上实际气象参数的有关云对红外波段大气透过特性影响的研究还相对薄弱,因此海上红外透过率的计算不可避免地存在计算误差.构建了我国海上区域实际大气参数廓线,以海洋为下垫面,嵌入成熟、通用的大气辐射传输模型,还原真实大气环境中云遮挡对红外辐射传输的影响.研究发现,海上大气温度、...     

球形粒子的散射特性分析

在Mie散射和瑞利散射理论的基础上 ,模拟了单个粒子的散射图象 ,然后对粒子的散射光强进行了讨论。介绍了粒子的多次散射理论研究动态 ,建立了多次散射的传输方程     

偏振光在冰水混合云中的传输特性

根据米氏理论,分别计算了由纯水、纯冰和冰-水同心球形粒子构成的平面平行、各向同性云层的单次散射特性(单次散射反照率、不对称因子以及单次散射相矩阵).根据辐射传输理论,利用累加法求解了矢量辐射传输方程,得到了3种不同构成云层的多次散射矩阵,对不同波长的太阳光的反射特性进行了比较.结果表明,反射光的偏振度比强度对云层的微观...     

基于扩展球谐函数的多次散射理论分析

粒子的单次散射在一定程度上描述了光的传播特征。但在实际情况中,单次散射不足以描述传播过程的全貌。因此,我们必须考虑粒子的多次散射效应,以得到对光传播问题的一个完整描述。在本文中,我们首先建立散射传输方程,在求解散射传输方程中引入了辅助函数,然后再利用球谐函数对辅助函数进行扩展,导出了多次散射方程的解。     

Infrared Radiance Simulation and Application under Cloudy Sky Conditions Based on HIRTM

An algorithm based on hyperspectral infrared cloudy radiative transfer model (HIRTM) is introduced and a simulation method for infrared image of the generation geostationary meteorological satellite is proposed. Based on the parameters from weather research and forecast (WRF), such as the water content, atmospheric temperature, and humidity profile, the simulation data for the advanced Himawari imager (AHI) infrared radiative (IR) channels of Himawari-8 are obtained. Simulated results based on HIRTM agree well with the observed data. Further, the movement, development, and change of the cloud are well predicated. And the simulation of IR cloud image for the weather forecast has been obtained. This paper provides an improved method for evaluation and improvement of regional numerical model for weather forecast.     

轨控推进器尾焰对太阳辐射吸收的研究

为掌握轨控推进器尾焰的吸收特性,研究了尾焰对太阳红外辐射的吸收问题.在贴体坐标系下,运用有限体积法,建立了尾焰对太阳红外辐射的吸收模型.经过求解,获得受到尾焰吸收后、在尾焰边界处的太阳光谱辐射亮度.比较吸收前和吸收后太阳的光谱辐射亮度,发现,当喷口距离等于0.483 m时,在波数1700 cm-1、2155 cm-1、...     

被动微波遥感大气校正

以星载微波辐射计AMSR-E的频段设置和亮温数据为参考,利用一年的大气廓线数据,对与过境时间相匹配的AMSR-E亮温数据进行了大气校正,并通过计算校正前后的微波植被指数(MVI)分析了大气校正的有效性;最后选择一天的AMSR-E亮温数据,利用现有的大气参数产品进行大气校正.校正过程中,以求取地表发射率为中间过程.结果显示,能够实现全天时全天候条件下的星载微波辐射计数据的大气校正,算法成功有效,有潜力进行推广.     

中国典型地区大气光学特性及其应用

大气的光学性质决定了大气辐射平衡;各种先进光电技术的应用场景绝大部分都位于地球大气层内或通过大气路径,相关光电系统的功能受到大气光学特性不同程度的影响.大气光学特性(包括地表的光学特性和天空背景辐射特性)是光波在大气中传播和大气辐射传输研究必需的基础物理性质,在气象、气候和天文观测等基础和应用研究以及自适应光学技术、自由空间光通讯等光电工程应用中具有十分重要的作用.中国的自然环境十分复杂,相应的大气光学特性不能简单的套用国际上其它地区的模式.应进行中国大气光学特性的区域划分,在各个典型地区进行大气光学特性的系统测量和数据分析,对有关大量气象和大气光学特性观测资料进行分析研究,获得各典型地区大气光学特性的统计特征,建立可用于辐射大气传输、光波大气传播研究、光电系统分析与设计等的我国各个典型地区的大气光学特性的统计平均模式,研制光辐射大气传输及其光电应用软件包.