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取向比对椭球气溶胶粒子散射特性的影响

张学海 魏合理 戴聪明 曹亚楠 李学彬

取向比对椭球气溶胶粒子散射特性的影响

张学海, 魏合理, 戴聪明, 曹亚楠, 李学彬
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  • 利用T矩阵和离散坐标法研究了取向比对椭球粒子散射特性的影响, 计算了小尺度范围内椭球粒子的散射特征参量, 包括消光效率因子、不对称因子、单次散射反照率、散射相矩阵及双向反射函数(BRDF). 结果表明, 椭球粒子的散射特性与取向比密切相关, 粒子取向比会影响散射参量的振荡频率和振幅, 与球形粒子散射参量的相对差异也呈周期振荡趋势. 研究还发现, 某些特殊粒子尺寸的散射参量与粒子取向比基本无关. 在多次散射条件下, 分析不同取向比粒子群的BRDF随反射角和光学厚度的变化特性. 结果显示: 不同取向比粒子群的BRDF随反射角的变化趋势基本一致, 球形粒子群比非球形粒子群的BRDF曲线波动振幅更大; 球形-非球形粒子的BRDF相对差异随光学厚度和取向比的增大而减小, 随入射角的增大而增大.
      通信作者: 魏合理, hlwei@aiofm.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61077081)和国家自然科学基金青年基金(批准号: 41105021) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-31
  • 修回日期:  2015-06-25
  • 刊出日期:  2015-11-05

取向比对椭球气溶胶粒子散射特性的影响

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 合肥 230031;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100039;
  • 3. 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 合肥 230031
  • 通信作者: 魏合理, hlwei@aiofm.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61077081)和国家自然科学基金青年基金(批准号: 41105021) 资助的课题.

摘要: 利用T矩阵和离散坐标法研究了取向比对椭球粒子散射特性的影响, 计算了小尺度范围内椭球粒子的散射特征参量, 包括消光效率因子、不对称因子、单次散射反照率、散射相矩阵及双向反射函数(BRDF). 结果表明, 椭球粒子的散射特性与取向比密切相关, 粒子取向比会影响散射参量的振荡频率和振幅, 与球形粒子散射参量的相对差异也呈周期振荡趋势. 研究还发现, 某些特殊粒子尺寸的散射参量与粒子取向比基本无关. 在多次散射条件下, 分析不同取向比粒子群的BRDF随反射角和光学厚度的变化特性. 结果显示: 不同取向比粒子群的BRDF随反射角的变化趋势基本一致, 球形粒子群比非球形粒子群的BRDF曲线波动振幅更大; 球形-非球形粒子的BRDF相对差异随光学厚度和取向比的增大而减小, 随入射角的增大而增大.

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