基于前向近红外散射光谱测量雾和雨天大气消光的应用研究

摘要：

在可见和近红外区,由于大气的吸收作用忽略不计,大气消光由散射决定,主要贡献来自于雾滴、雨滴、其他形式降水和小粒子.基于前向近红外散射光谱的前向散射式能见度仪(FVM)采用近红外的LED光源照射到约100 mL的空气体积上,并测量前向30°～36°范围内的粒子的散射光强.由于该前向角范围内,雾滴和霾粒子的散射相函数不受粒子尺寸分布的影响,经过波长校正后,散射强度与大气消光系数成正比,该散射消光比通过对比标准人工观测值获得.然而,在把雾和霾的散射消光比应用到雨天测量时,会产生难以接受的误差.要得到雨天消光的准确测量,就需要找到适合雨滴的散射消光比.基于Mie散射理论计算了不同尺寸分布下的雾滴和雨滴的散射相函数,并对雾天和雨天下FVM的测量值与人工实际观测值进行了对比分析,发现FVM在雨天的消光要比人工观测值高出约20%～60%.根据测量结果,可以定出FVM在雨天测量的校准系数,因此,基于前向近红外散射光谱的FVM不仅能够测量雾天的大气消光,还能对雨天的消光进行较准确的估算.

关键词：前向散射、近红外、大气消光、相函数、尺寸分布、消光系数、能见度

所属期刊栏目：28

分类号：X831;O43(环境监测)

资助基金：国家"863"高技术研究发展计划2005AA641010;国家气象局新技术推广项目资助

在线出版日期：2008-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1776-1780