搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

偏振光在非球形气溶胶中传输特性的Monte Carlo仿真

胡帅 高太长 刘磊 易红亮 贲勋

偏振光在非球形气溶胶中传输特性的Monte Carlo仿真

胡帅, 高太长, 刘磊, 易红亮, 贲勋
PDF
导出引用
导出核心图
  • 非球形气溶胶是影响辐射传输的重要因素. 系统给出了矢量辐射传输Monte Carlo模型, 并验证了其准确度; 考虑入射光偏振态, 讨论了不同方向漫射光Stokes矢量对气溶胶形状的敏感性; 分析了气溶胶形状、入射光偏振状态对光波退偏振度、透过率及反射率的影响. 模拟仿真结果表明, 对于不同偏振态的入射光, 不同方向的Stokes矢量对气溶胶形状变化的灵敏程度并不一致, 而在天顶角0°方向区域,Q, U及V分量对形状的灵敏程度普遍不高; 气溶胶形状对反射漫射光退偏程度的影响强于透射漫射光, 入射光偏振态不同, 漫射光退偏程度也存在较大差异. 气溶胶形状对光波整体透过率与反射率影响显著, 且该影响随传播距离增大而增大; 入射光偏振态对透过率与反射率影响相对较小, 与自然光相比, 水平偏振光透过率略偏小, 反射率略偏大, 垂直偏振光反之, 圆偏振光与自然光的模拟结果相当.
    [1]

    Han Y, Wang T J, Rao R Z, Wang Y J 2008 Acta Phys. Sin. 57 7396 (in Chinese) [韩永, 王体健, 饶瑞中, 王英俭 2008 物理学报 57 7396]

    [2]

    Wang HH, Sun X M 2012 Chin. Phys. B 21 054204

    [3]

    Shi G Y, Wang B, Zhang H, Zhao J Q 2008 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 32 826 (in Chinese) [石广玉, 王标, 张华, 赵剑琦 2008 大气科学 32 826]

    [4]

    Mao J T, Li C C 2005 Acta Meteorologica Sinica 63 622 (in Chinese) [毛节泰, 李成才. 2005 气象学报 63 622]

    [5]

    Wu Z S, You J G, Yang R K 2004 Chinese Journal of Lasers 31 1075 (in Chinese) [吴振森, 由金光, 杨瑞科 2004 中国激光 31 1075]

    [6]

    Xu L, Gang T J F, Zhang P, Zhang D Z, Shi G Y 2002 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 26 402 (in Chinese) [许黎, 冈田菊夫, 张鹏, 张代洲, 石广玉 2002 大气科学 26 402]

    [7]

    Fan M, Chen L F, Li S S, Tao J H 2012 Acta Phys. Sin. 61 204202 (in Chinese) [范萌, 陈良富, 李莘莘, 陶金花 2012 物理学报 61 204202]

    [8]

    Mishchenko M I 2009 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 110 808

    [9]

    Curtis D B, Meland B, Aycibin M 2008 Journal of Geophysical Research 113 D08210

    [10]

    Liou K N 1994 Atmospheric Research 31 271

    [11]

    Bai L, Tang S Q, Wu Z S, Xie P H, Wang S M 2010 Acta Phys. Sin. 59 1749 (in Chinese) [白璐, 汤双庆, 吴振森, 谢品华, 汪世美 2010 物理学报 59 1749]

    [12]

    Mishchenko M I, Travis L D 1997 Journal Of Geophysical Research 102 16989

    [13]

    Wang W, Chu J K, Chui Y, Zhi W 2013 Chinese Journal Of Lasers 40 0513001 (in Chinese) [王威, 褚金奎, 崔岩, 支炜 2013 中国激光 40 0513001]

    [14]

    Mishchenko M I, Hovenier J W, Travis L D 2000 Light Scattering By Nonspherical Particles-Theory, Measureflents, And Applications (New York: Academic Press) p400

    [15]

    Liou K N 2003 An Introduction To Atmospheric Radiation (San Diego: Academic Press) p100

    [16]

    Lacis A A, Mishchenko C J, Cairns M I 1998 Geophysical Research Letters 25 135

    [17]

    Zheng Q, Li P, Devaux C, Gu X F, Qiao Y L, Zhao F S, Chen H B 2004 Atmospheric Research 71 233

    [18]

    Evans K F, Stephens G L 1991 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 46 413

    [19]

    Hovenier J W 1971 Astronomy And Astrophysics 13 7

    [20]

    Schulz F M, Stamnes K 2000 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 65 609

    [21]

    Min Q L, Duan M Z 2004 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 87 243

    [22]

    Vaillon R, Wongb B T, Menguc M P. 2004 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 84 383

    [23]

    Ramella-Roman J C, Prahl S A, Jacques S L 2005 Optics Express 13 4420

    [24]

    Ramella-Roman J C, Prahl S A, Jacques S L 2005 Optics Express 13 10392

    [25]

    Siewert C E 1982 Astronomy and Astrophysics 109 195

    [26]

    Siewert C E 2000 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 64 227

    [27]

    Yi H L, Ben X, Tan H P 2014 Optics Express 21 26693

    [28]

    Ben X, Yi H L, Tan H P 2014 Applied Optics 53 388

    [29]

    Whitney B A 2011 Bull Astr Soc India 39 1

    [30]

    Hopcraft K I, Chang P C Y, Walker J G, Jakeman E 2000 Lecture Notes In Physics (Berlin: Springer-Verlag) p131

    [31]

    Yi H 1993 Foudation of Atmospheric Radiation (Beijing: Meteorology Express) p66[伊宏1993大气辐射学基础(北京: 气象出版社) p66]

    [32]

    Curtis D B, Aycibina M, Young M A, Grassian V H, Kleiber P D 2007 Atmospheric Environment 41 4748

  • [1]

    Han Y, Wang T J, Rao R Z, Wang Y J 2008 Acta Phys. Sin. 57 7396 (in Chinese) [韩永, 王体健, 饶瑞中, 王英俭 2008 物理学报 57 7396]

    [2]

    Wang HH, Sun X M 2012 Chin. Phys. B 21 054204

    [3]

    Shi G Y, Wang B, Zhang H, Zhao J Q 2008 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 32 826 (in Chinese) [石广玉, 王标, 张华, 赵剑琦 2008 大气科学 32 826]

    [4]

    Mao J T, Li C C 2005 Acta Meteorologica Sinica 63 622 (in Chinese) [毛节泰, 李成才. 2005 气象学报 63 622]

    [5]

    Wu Z S, You J G, Yang R K 2004 Chinese Journal of Lasers 31 1075 (in Chinese) [吴振森, 由金光, 杨瑞科 2004 中国激光 31 1075]

    [6]

    Xu L, Gang T J F, Zhang P, Zhang D Z, Shi G Y 2002 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 26 402 (in Chinese) [许黎, 冈田菊夫, 张鹏, 张代洲, 石广玉 2002 大气科学 26 402]

    [7]

    Fan M, Chen L F, Li S S, Tao J H 2012 Acta Phys. Sin. 61 204202 (in Chinese) [范萌, 陈良富, 李莘莘, 陶金花 2012 物理学报 61 204202]

    [8]

    Mishchenko M I 2009 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 110 808

    [9]

    Curtis D B, Meland B, Aycibin M 2008 Journal of Geophysical Research 113 D08210

    [10]

    Liou K N 1994 Atmospheric Research 31 271

    [11]

    Bai L, Tang S Q, Wu Z S, Xie P H, Wang S M 2010 Acta Phys. Sin. 59 1749 (in Chinese) [白璐, 汤双庆, 吴振森, 谢品华, 汪世美 2010 物理学报 59 1749]

    [12]

    Mishchenko M I, Travis L D 1997 Journal Of Geophysical Research 102 16989

    [13]

    Wang W, Chu J K, Chui Y, Zhi W 2013 Chinese Journal Of Lasers 40 0513001 (in Chinese) [王威, 褚金奎, 崔岩, 支炜 2013 中国激光 40 0513001]

    [14]

    Mishchenko M I, Hovenier J W, Travis L D 2000 Light Scattering By Nonspherical Particles-Theory, Measureflents, And Applications (New York: Academic Press) p400

    [15]

    Liou K N 2003 An Introduction To Atmospheric Radiation (San Diego: Academic Press) p100

    [16]

    Lacis A A, Mishchenko C J, Cairns M I 1998 Geophysical Research Letters 25 135

    [17]

    Zheng Q, Li P, Devaux C, Gu X F, Qiao Y L, Zhao F S, Chen H B 2004 Atmospheric Research 71 233

    [18]

    Evans K F, Stephens G L 1991 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 46 413

    [19]

    Hovenier J W 1971 Astronomy And Astrophysics 13 7

    [20]

    Schulz F M, Stamnes K 2000 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 65 609

    [21]

    Min Q L, Duan M Z 2004 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 87 243

    [22]

    Vaillon R, Wongb B T, Menguc M P. 2004 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 84 383

    [23]

    Ramella-Roman J C, Prahl S A, Jacques S L 2005 Optics Express 13 4420

    [24]

    Ramella-Roman J C, Prahl S A, Jacques S L 2005 Optics Express 13 10392

    [25]

    Siewert C E 1982 Astronomy and Astrophysics 109 195

    [26]

    Siewert C E 2000 Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 64 227

    [27]

    Yi H L, Ben X, Tan H P 2014 Optics Express 21 26693

    [28]

    Ben X, Yi H L, Tan H P 2014 Applied Optics 53 388

    [29]

    Whitney B A 2011 Bull Astr Soc India 39 1

    [30]

    Hopcraft K I, Chang P C Y, Walker J G, Jakeman E 2000 Lecture Notes In Physics (Berlin: Springer-Verlag) p131

    [31]

    Yi H 1993 Foudation of Atmospheric Radiation (Beijing: Meteorology Express) p66[伊宏1993大气辐射学基础(北京: 气象出版社) p66]

    [32]

    Curtis D B, Aycibina M, Young M A, Grassian V H, Kleiber P D 2007 Atmospheric Environment 41 4748

  • [1] 胡帅, 高太长, 李浩, 刘磊, 程天际, 张婷. 大气折射对可见光波段辐射传输特性的影响. 物理学报, 2015, 64(18): 184203. doi: 10.7498/aps.64.184203
    [2] 姚细林, 王新兵, 赖建军. 微空心阴极放电的Monte Carlo模拟研究. 物理学报, 2003, 52(6): 1450-1454. doi: 10.7498/aps.52.1450
    [3] 赵太飞, 柯熙政. Monte Carlo方法模拟非直视紫外光散射覆盖范围. 物理学报, 2012, 61(11): 114208. doi: 10.7498/aps.61.114208
    [4] 梁善勇, 王江安, 张峰, 吴荣华, 宗思光, 王雨虹, 王乐东. 基于舰船尾流激光雷达的Monte Carlo模型及方差消减方法研究. 物理学报, 2013, 62(1): 015205. doi: 10.7498/aps.62.015205
    [5] 梁善勇, 王江安, 宗思光, 吴荣华, 马治国, 王晓宇, 王乐东. 基于多重散射强度和偏振特征的舰船尾流气泡激光探测方法. 物理学报, 2013, 62(6): 060704. doi: 10.7498/aps.62.060704
    [6] 焦学敬, 欧阳方平, 彭盛霖, 李建平, 段吉安, 胡友旺. 碳纳米管对接成异质结器件的计算模拟. 物理学报, 2013, 62(10): 106101. doi: 10.7498/aps.62.106101
    [7] 胡帅, 高太长, 李浩, 程天际, 刘磊, 黄威, 江诗阳. 低太阳高度角条件下的天空偏振模式模拟及大气折射影响研究. 物理学报, 2016, 65(1): 014203. doi: 10.7498/aps.65.014203
    [8] 孙 霞, 尤四方, 肖 沛, 丁泽军. 电子束光刻的邻近效应及其模拟. 物理学报, 2006, 55(1): 148-154. doi: 10.7498/aps.55.148
    [9] 关治强, 林 海, 何贵丽, 吴晨旭, 薛岩频. 钠离子浓度对核小体纤维结构影响的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2006, 55(1): 460-464. doi: 10.7498/aps.55.460
    [10] 郭宝增, 宫 娜, 师建英, 王志宇. 纤锌矿相GaN空穴输运特性的Monte Carlo模拟研究. 物理学报, 2006, 55(5): 2470-2475. doi: 10.7498/aps.55.2470
    [11] 翁臻臻, 冯 倩, 黄志高, 都有为. 混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究. 物理学报, 2004, 53(9): 3177-3185. doi: 10.7498/aps.53.3177
    [12] 季达人, 张剑波, 应和平. 三维随机点阵三态矢量Potts模型Monte Carlo模拟. 物理学报, 1992, 41(7): 1162-1166. doi: 10.7498/aps.41.1162
    [13] 邓爱红, 李仁顺, 张宝玲, 侯氢, 周宇璐. 材料中He深度分布演化的Monte Carlo模拟研究. 物理学报, 2011, 60(6): 060702. doi: 10.7498/aps.60.060702
    [14] 白璐, 汤双庆, 吴振森, 谢品华, 汪世美. 紫外波段多分散系气溶胶散射相函数随机抽样方法研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1749-1755. doi: 10.7498/aps.59.1749
    [15] 黄朝军, 刘亚锋, 龙姝明, 孙彦清, 吴振森. 烟尘中电磁波传输特性的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2009, 58(4): 2397-2404. doi: 10.7498/aps.58.2397
    [16] 管今哥, 朱京平, 田恒, 侯洵. 基于Stokes矢量的实时偏振差分水下成像研究. 物理学报, 2015, 64(22): 224203. doi: 10.7498/aps.64.224203
    [17] 孙贤明, 肖赛, 王海华, 万隆, 申晋. 高斯光束在双层云中传输的蒙特卡罗模拟. 物理学报, 2015, 64(18): 184204. doi: 10.7498/aps.64.184204
    [18] 李三伟, 宋天明, 易荣清, 崔延莉, 蒋小华, 王哲斌, 杨家敏, 江少恩. 神光Ⅱ激光装置黑腔辐射温度定量研究. 物理学报, 2011, 60(5): 055207. doi: 10.7498/aps.60.055207
    [19] 邓力, 李树, 黄则尧, 李刚. 非定常辐射输运问题的蒙特卡罗自适应偏倚抽样. 物理学报, 2011, 60(2): 022401. doi: 10.7498/aps.60.022401
    [20] 梁子长, 金亚秋. 非均匀散射层矢量辐射传输(VRT)方程高阶散射解的迭代法. 物理学报, 2003, 52(2): 247-255. doi: 10.7498/aps.52.247
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  698
  • PDF下载量:  668
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-19
  • 修回日期:  2014-11-13
  • 刊出日期:  2015-05-05

偏振光在非球形气溶胶中传输特性的Monte Carlo仿真

  • 1. 解放军理工大学气象海洋学院, 南京 211101;
  • 2. 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院, 哈尔滨 150001

摘要: 非球形气溶胶是影响辐射传输的重要因素. 系统给出了矢量辐射传输Monte Carlo模型, 并验证了其准确度; 考虑入射光偏振态, 讨论了不同方向漫射光Stokes矢量对气溶胶形状的敏感性; 分析了气溶胶形状、入射光偏振状态对光波退偏振度、透过率及反射率的影响. 模拟仿真结果表明, 对于不同偏振态的入射光, 不同方向的Stokes矢量对气溶胶形状变化的灵敏程度并不一致, 而在天顶角0°方向区域,Q, U及V分量对形状的灵敏程度普遍不高; 气溶胶形状对反射漫射光退偏程度的影响强于透射漫射光, 入射光偏振态不同, 漫射光退偏程度也存在较大差异. 气溶胶形状对光波整体透过率与反射率影响显著, 且该影响随传播距离增大而增大; 入射光偏振态对透过率与反射率影响相对较小, 与自然光相比, 水平偏振光透过率略偏小, 反射率略偏大, 垂直偏振光反之, 圆偏振光与自然光的模拟结果相当.

English Abstract

参考文献 (32)

目录

    /

    返回文章
    返回