海洋上非球形沙尘气溶胶散射和辐射特性的理论模拟及遥感应用

项目名称： 海洋上非球形沙尘气溶胶散射和辐射特性的理论模拟及遥感应用

项目编号： No.41276181

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 冯倩

作者单位： 国家卫星海洋应用中心

项目金额： 55万元

中文摘要： 与陆地上气溶胶类似，海洋上气溶胶通过调节地气辐射平衡影响局部和全球的气候。考虑到海洋上气溶胶时空分布变化较大，卫星遥感成为海洋上气溶胶光学特性研究领域的一个热门课题。具有挑战意义的是起源于干旱、半干旱地区的沙尘气溶胶具有不规则的几何粒子形状，使得传统的Mie理论不适用于海洋上沙尘气溶胶散射特性的理论模拟。本项目利用椭球体近似海洋上非球形沙尘粒子的形状，基于T矩阵和改进的几何光学方法以及Amsterdam实验室测量数据计算海洋上非球形沙尘气溶胶的散射特性。为了研究海洋上沙尘气溶胶粒子的辐射特性，本项目将基于倍加累加原理开发一套海洋-大气系统辐射传输模式用于模拟海洋上非球形粒子的辐射特性（大气层顶反射率），并与球形气溶胶粒子的相应计算结果进行比较。在此基础上，本项目将开展关于粒子形状对于卫星遥感海洋上气溶胶光学厚度影响的灵敏性研究,为我国海洋/气象光学卫星的全球海洋上气溶胶遥感反演起参考作用。

中文关键词： 沙尘气溶胶；光学厚度；辐射传输；；

英文摘要： Similar to aerosols over lands, aerosols over oceans can impact local and globle climate through regulation of the radiative energy budget of the earth-atmosphere system. Due to the large temporal-spatial distribution variation, the optical properties retrieval for aerosols over oceans based on satellite remote sensing techniques is of significant interest. A special challenge posed by mineral dust aerosols over oceans，originating from arid and semi-arid regions, is associated with their predominantly nonspherical particle shapes.As a result, the trational Mie theory is not applicable for computing their scattering properties. In the present study, the particle shapes for mineral dust aerosols over oceans are assumed to be spheroids, and the scattering properties for these aerosols at visible wavelengths will be investigated based on the combination of the T-matrix method and an improved geometric optics method，with the Amsterdam laboratory measurements as a complement. A coupled ocean-atmosphere radiative transfer model will be developed based on adding-doubling theory in order to simulate the radiative properties (the top of atmosphere reflectance) for nonspherical mineral dust aeroosls over oceans. For comparison, the corresponding resutls based on Mie theory will also be produced in this project. Moreover,

英文关键词： dust aerosol；optical depth；radiative transfer；；