可见到近红外波段整层大气透过率的测量

通过测量太阳辐射值计算整层大气透过率的方法简单易行且精度高。利用自行研制的整层大气透过率仪测量可见到近红外波段的太阳直接辐射连续光谱,在可靠定标的基础上,推算出实际天气条件下的整层大气光谱透过率。利用Langley—plot方法对整层大气透过率仪进行标定,得到了仪器标定结果和不同时刻整层大气透过率随波长变化的曲线。将计算得到的整层大气透过率与太阳辐射计PGS-100的测量和MODTRAN计算的结果分别进行了比较,发现有较好的一致性,从而证明整层大气透过率仪设计合理,测量数据可靠。     

基于闪烁法的大气湍流廓线测量技术

为了研究基于闪烁效应测量湍流强度廓线技术,以SCIDAR、闪烁计阵列和多孔径闪烁测量为基础,介绍了其理论基础、技术设备、发展现状及其优缺点.根据多孔径闪烁测量的基本原理和Hufnagel-Valley 5/7湍流廓线模型,采用理论模拟方法,利用奇异值分解法反演得到了湍流强度廓线随高度的分布.从反演结果可以看出:除含有100%噪声的反演结果外,其余结果的量级均为10~(-15)～10~(-17),与Hufnagel-Valley 5/7模型基本一致.说明奇异值分解法可以用于数据的处理,并且基本满足需要.最后,针对现有MASS的缺点提出了改进方案.     

测量折射率结构常数和内尺度的三波长激光闪烁仪

研制了一种便携式三波长激光闪烁仪,使用473 nm、532 nm和671 nm三个波长实现了大气湍流内尺度和折射率结构常数的同步测量.该仪器包含发射系统和接收系统两部分:发射系统由激光器、挡光器和远程无线控制器组成;接收系统包括探测器和数据采集器.仪器的噪声分析表明:系统可测的折射率结构常数的精度为1.0×10-16m-2/3.对三波长的相关性分析证明了利用该闪烁仪反演内尺度的可靠性,同时将三波长激光闪烁仪和温度脉动仪测量的折射率结构常数进行了对比,发现两者的相关性系数为0.95.     

近场光学方法测量大气折射率起伏

精确测量大气的折射率起伏,对于研究大气的光学性质及其在环境监测中的应用有着重要的意义.建立了用近场光学方法测量大气折射率起伏的模型:采用全内反射方法激发金属的表面等离子共振,在金属-空气-金属组成的平面波导中形成振荡的导模,选取衰减全反射曲线中变化最快的一点的角度作为入射光的角度,测量相应的反射光光强的变化,就可以得到相应空气的折射率的变化.初步数值模拟了该模型的测量精度,折射率变化的精度可以达到百万分之五.     

湍流大气中聚焦高斯光束焦移的数值模拟分析

湍流大气不仅使在其中传输的聚焦高斯光束的束腰处光斑发生扩展,也使光束的束腰位置发生移动。采用不均匀分布相屏的傅立叶变换法数值模拟了湍流对聚焦高斯光束束腰位置的影响,发现在湍流大气中传输的聚焦光束不再聚焦在真空传输的焦点处,焦点的移动与湍流强度和初始光束半径有关。数值模拟结果表明：聚焦高斯在均匀湍流强度的水平路径传输上传输时,湍流将导致光束的焦点向发射点移动,而且焦移的幅度随着湍流强度的增大而增大;在同等强度湍流大气中传输的聚焦高斯光束,其焦点前移的幅度将随着光束半径的增大而减小。     

卷云在红外波段的散射特性

文中用T矩阵(T—matrix)、Lorenz—Mie等效球和几何光学(GOM)相结合的方法计算了六角冰晶尺度在1—10000μm范围内、波长在红外2．5～13μm范围内的散射特性。依据局地实际测量的三十种卷云粒子尺度分布,得到有效尺度从15～160μm卷云粒子的平均散射特性,并把这些单次散射特性参数化成卷云有效直径的多项式函数。     

典型大气条件下的目标-背景对比度的计算分析

大气中目标—背景对比度是进行目标探测识别的一个重要参量,本文从辐射传输理论 出发,利用辐射传输软件包MODTRAN ,计算了具体大气状况下的目标—背景对比度,并且计算了典型大气条件下可见光到红外波段上( 0. 4～14μm) 的目标—背景对比度,分析了目标背景对比度对波长的依赖关系。     

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．     

内混合海洋型气溶胶粒子消光特性的分析

利用米散射理论和分层球模型考察了典型的海洋型气溶胶粒子在内混合状态下的消光特性,据此分析了以等效折射率描述具有不同折射率的各种成分组成的内混合气溶胶系统的适用性.结果表明:对于单分散系统,在瑞利散射区域和几何光学区域内,不同混合比下消光效率因子的等效性比较好,而在米散射区域(1＜x＜20)内,消光效率因子的等效性较差;对多分散系统,在三种区域内不同混合比下消光截面的等效性都较好.因此,对内混合海洋型气溶胶系统而言,一般可以通过寻找合适的等效折射率计算其消光特性.     

合肥地区气溶胶数浓度和谱分布特征的观测研究

利用APS-3321型空气动力学粒度仪对合肥地区的大气气溶胶进行观测,比较和分析了气溶胶数浓度和谱分布的变化特征.结果表明:气溶胶数浓度的日变化和日际变化显著,并且与天气条件密切相关.其平均数浓度谱为单峰谱,峰值中心在聚集模态,平均表面积谱和平均质量谱为双峰谱,峰值中心分别在聚集模态和粗模态,且其最大峰值都在聚集模态.根据其谱分布特征,应用正态对数函数进行了拟合,得到了其数学函数表达式,该结果可用于分析气溶胶对大气激光传输的影响.