Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tái tạo cấu trúc vi mô của aerosol từ các phép đo độ hấp thụ ánh sáng trong khí quyển dưới sự hạn chế của miền quang phổ
Tóm tắt
Một nghiên cứu đã được tiến hành để điều tra cách mà giới hạn trên λmax của miền quang phổ trong đó truyền ánh sáng qua khí quyển được đo lường ảnh hưởng đến kết quả tái tạo các tham số cấu trúc vi mô của aerosol trong quá trình giải quyết bài toán ngược của photometry mặt trời thông qua dữ liệu từ mô phỏng số và các thí nghiệm thực địa. Thí nghiệm số này liên quan đến mô hình aerosol được hình thành bởi các phân đoạn hạt siêu nhỏ (nhỏ) (f) và thô (c). Giá trị λmax được chọn trong khoảng từ 1.052 đến 3.973 μm. Để giải quyết bài toán ngược, phương pháp phân phối tích phân được sử dụng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc hạn chế khoảng quang phổ đồng nghĩa với việc đánh giá thấp đóng góp của các hạt lớn trong phân bố aerosol. Cụ thể, tại λmax = 1.246 μm, trên nền sự giảm nồng độ thể tích của aerosol (xuống đến 18% tại λmax = 1.246 μm), sự mất mát trong tái tạo nồng độ của các hạt từ phân đoạn c có thể đạt đến 42%.
Từ khóa
#tái tạo cấu trúc vi mô #aerosol #giới hạn quang phổ #bài toán ngược #mô phỏng số #thí nghiệm thực địa #phân bố aerosolTài liệu tham khảo
WMO/GAW Aerosol Measurement Procedures: Guidelines and Recommendations. GAW Report No. 153 (WMO, 2003).
V. V. Veretennikov, “Interpretation of the model of spectral extinction for coastal marine haze,” Atmos. Ocean. Opt. 3 (10), 939–946 (1990).
V. V. Veretennikov, “On the effect of wind on the optical-microphysical characteristics of coastal marine haze,” Atmos. Ocean. Opt. 4 (4), 267–271 (1991).
R. F. Rakhimov, S. M. Sakerin, E. V. Makienko, and D. M. Kabanov, “Interpretation of the anomalous spectral dependence of the aerosol optical depth of the atmosphere. Part 2. Peculiarities of the aerosol dispersion structure,” Atmos. Ocean. Opt. 13 (9), 759–765 (2000).
E. V. Makienko, R. F. Rakhimov, Yu. A. Pkhalagov, and V. N. Uzhegov, “Microphysical interpretation of the anomalous spectral behavior of aerosol extinction along a ground path,” Atmos. Ocean. Opt. 16 (12), 1008–1012 (2003).
A. Angström, “Parameters of atmospheric turbidity,” Tellus. XVI (1), 64–75 (1964).
N. T. O’Neill, O. Dubovik, and T. F. Eck, “A modified Angström coefficient for the characterization of submicron aerosols,” Appl. Opt. 40 (15), 2368–2374 (2001).
N. T. O’Neill, T. F. Eck, A. Smirnov, B. N. Holben, and S. Thulasiraman, “Spectral discrimination of coarse and fine mode optical depth,” J. Geophys. Res., D 108 (17), 4559–4573 (2003).
S. M. Sakerin and D. M. Kabanov, “Correlations between the parameters of Angström formula and aerosol optical thickness of the atmosphere in the wavelength range from 1 to 4 µm,” Atmos. Ocean. Opt. 20 (3), 200–206 (2007).
Yu. A. Pkhalagov, V. N. Uzhegov, and N. N. Shchelkanov, “On the contributions of disperse fractions of the near-ground haze to the extinction of visible and IR radiation,” Atmos. Ocean. Opt. 12 (1), 15–19 (1999).
B. N. Holben, T. F. Eck, I. Slutsker, D. Tanre, J. P. Buis, A. Setzer, E. Vermote, J. A. Reagan, Y. J. Kaufman, T. Nakadjima, F. Lavenu, I. Jankowiak, and A. Smirnov, “AERONET—A federated instrument network and data archive for aerosol characterization,” Remote Sens. Environ. 66 (1), 1–16 (1998).
http://www.cimel.fr/
http://www.pmodwrc.ch/
http://prede.com/
http://atmos.cr.chiba-u.ac.jp/index_atmos.html
D. M. Kabanov, S. M. Sakerin, and S. A. Turchinovich, “Sun photometer for scientific monitoring (instrumentation, techniques, algorithms),” Atmos. Ocean. Opt. 14 (12), 1067–1074 (2001).
S. M. Sakerin, D. M. Kabanov, A. P. Rostov, S. A. Turchinovich, and Yu. S. Turchinovich, “System for network monitoring of the atmospheric constituents active in radiative processes. Part 1. Sun photometers,” Atmos. Ocean. Opt. 17 (4), 314–320 (2004).
S. M. Sakerin, D. M. Kabanov, A. P. Rostov, S. A. Turchinovich, and V. V. Knyazev, “Sun photometers for measuring spectral air transparency in stationary and mobile conditions,” Atmos. Ocean. Opt. 26 (4), 352–356 (2012).
V. N. Uzhegov, A. P. Rostov, and Yu. A. Pkhalagov, “Automated path photometer,” Opt. Atmos. Okeana 26 (7), 590–594 (2013).
V. V. Veretennikov and S. S. Men’shchikova, “Microphysical extrapolation in the problem of inversion of spectral measurements of aerosol optical depth,” Atmos. Ocean. Opt. 25 (2), 135–141 (2012).
V. V. Veretennikov and S. S. Men’shchikova, “Features of retrieval of microstructural parameters of aerosol from measurements of aerosol optical depth. Part I. Technique for solving the inverse problem,” Atmos. Ocean. Opt. 26 (6), 473–479 (2013).
H. C. van de Hulst, Light Scattering by Small Particles (John Wiley and Sons, N.Y.; Chapman and Hall, London, 1957).
V. V. Veretennikov, “Inverse problems in sun photometry for integral aerosol distributions. I. Theory and numerical experiment for submicron range of particle sizes,” Atmos. Ocean. Opt. 19 (4), 259–265 (2006).
V. V. Veretennikov, “Inverse problems in sun photometry for integral aerosol distributions. II. Division into submicron and coarse fractions,” Atmos. Ocean. Opt. 19 (4), 266–272 (2006).
D. Deirmendjian, Electromagnetic Scattering on Spherical Polydispersions (N.Y.: Elsevier, 1969).