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对流层低层大气气溶胶对曙暮光辐射强度及天空颜色的影响

范学花  
【摘要】: 采用离散坐标法(DISORT)辐射传输软件包UVSPEC的伪球面模式,计算了300nm~850nm波段曙暮光时期地面不同观测仰角的辐射强度和天空颜色。模式选取美国标准大气(U.S.1976),DISORT计算取16流,考虑多次散射效应及水汽、臭氧和二氧化碳的吸收。30~100km高度范围内采用流星尘气溶胶,10~30km高度范围内采用背景平流层气溶胶,2~10km采用模式提供的对流层消光。0~2km的气溶胶消光与地面能见度有关。选取城市气溶胶类型,550nm处的气溶胶光学厚度τ分别为0.3303,0.7207,1.3072和2.0872四种情况下的曙暮光辐射强度随太阳天顶角和观测仰角的变化,分析研究了近地层大气不同气溶胶光学厚度时曙暮光全天空的辐射强度和颜色指数随太阳天顶角和观测仰角的变化。计算结果分析表明,曙暮光时天空辐射强度的红蓝光颜色指数随近地层大气气溶胶光学厚度的变化显著;当τ较小时,太阳辐射随波长的变化显著,在高仰角450nm附近有极大值,天顶方向以蓝色调为主;而在低仰角极大值向红光方向移动。当τ较大,即大气十分浑浊时,太阳辐射强度减弱而且随波长的变化不明显,这时天空色彩没有层次。在仰角(α)5°~15°范围及τ值小于1.5时,颜色指数(I_c)与气溶胶光学厚度(τ)有一定的单调关系,理论上这种关系可以用于近地层气溶胶光学厚度的反演测量。


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