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改进的单次散射相函数解析表达式

程晨 史泽林 崔生成 徐青山

改进的单次散射相函数解析表达式

程晨, 史泽林, 崔生成, 徐青山
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  • 单次散射相函数对电磁辐射传输模拟过程的准确性和计算效率有重要的影响.基于电磁散射与辐射传输中的基本理论,对单次散射相函数的解析表达式进行了研究,提出了一种新的单次散射相函数解析表达式.比较了单个粒子的Henyey-Greenstein相函数、Henyey-Greenstein*相函数与新的相函数随角度的分布,发现新的散射相函数提高了后向散射峰值,可以更合理地描述单个粒子的散射特性.按三种气溶胶粒子谱分布模式计算了Henyey-Greenstein*相函数和新的相函数对应的数值结果,并与多分散系Mie散射相函数进行对比,发现新的相函数提高了与多分散系Mie散射相函数的符合程度.研究表明,对于大角度(大于90)后向散射,新的相函数与Mie散射相函数均方根差较小的占73.3%,高于Henyey-Greenstein*相函数的26.7%,证明了新的相函数可以显著提高后向散射峰值.新的相函数对准确模拟辐射传输过程具有重要意义.
      通信作者: 徐青山, qshxu@aiofm.ac.cn
    • 基金项目: 气象专项课题(批准号:GYHY201106002-03)和国家自然科学基金(批准号:41576185)资助的课题.
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    Derimendjian D 1963 Scattering and Polarization Properties of Polydispersed Suspensions with Partial Absorption (New York:The MacMillan Company, Pursuant to a Special Arrangement with Pergamon Press) pp4-9

    [22]

    Diermendjian D 1969 Electromagnetic Scattering on Spherical Polydispersions (New York:American Elsevier) pp31-78

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-06
  • 修回日期:  2017-05-11
  • 刊出日期:  2017-09-05

改进的单次散射相函数解析表达式

  • 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. 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 合肥 230031;
  • 3. 中国科学院沈阳自动化研究所, 沈阳 110016
  • 通信作者: 徐青山, qshxu@aiofm.ac.cn
    基金项目: 

    气象专项课题(批准号:GYHY201106002-03)和国家自然科学基金(批准号:41576185)资助的课题.

摘要: 单次散射相函数对电磁辐射传输模拟过程的准确性和计算效率有重要的影响.基于电磁散射与辐射传输中的基本理论,对单次散射相函数的解析表达式进行了研究,提出了一种新的单次散射相函数解析表达式.比较了单个粒子的Henyey-Greenstein相函数、Henyey-Greenstein*相函数与新的相函数随角度的分布,发现新的散射相函数提高了后向散射峰值,可以更合理地描述单个粒子的散射特性.按三种气溶胶粒子谱分布模式计算了Henyey-Greenstein*相函数和新的相函数对应的数值结果,并与多分散系Mie散射相函数进行对比,发现新的相函数提高了与多分散系Mie散射相函数的符合程度.研究表明,对于大角度(大于90)后向散射,新的相函数与Mie散射相函数均方根差较小的占73.3%,高于Henyey-Greenstein*相函数的26.7%,证明了新的相函数可以显著提高后向散射峰值.新的相函数对准确模拟辐射传输过程具有重要意义.

English Abstract

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