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应用T矩阵法对大气灰霾简单非球形粒子散射特性的计算与分析

徐强 王东琴 王旭 吴振森

徐强, 王东琴, 王旭, 吴振森. 应用T矩阵法对大气灰霾简单非球形粒子散射特性的计算与分析[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1117003-1117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1117003
引用本文: 徐强, 王东琴, 王旭, 吴振森. 应用T矩阵法对大气灰霾简单非球形粒子散射特性的计算与分析[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1117003-1117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1117003
Xu Qiang, Wang Dongqin, Wang Xu, Wu Zhensen. Computation and analysis on scattering characteristics of single nonspherical particles of atmospheric haze by T matrix algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1117003-1117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1117003
Citation: Xu Qiang, Wang Dongqin, Wang Xu, Wu Zhensen. Computation and analysis on scattering characteristics of single nonspherical particles of atmospheric haze by T matrix algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1117003-1117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1117003

应用T矩阵法对大气灰霾简单非球形粒子散射特性的计算与分析

doi: 10.3788/IRLA201746.1117003
基金项目: 

国家自然科学基金(61571355)

详细信息
    作者简介:

    徐强(1973-),男,副教授,博士,主要从事激光传输、散射方面的研究。Email:qxu@xidian.edu.cn

  • 中图分类号: TN958.98

Computation and analysis on scattering characteristics of single nonspherical particles of atmospheric haze by T matrix algorithm

  • 摘要: 针对灰霾天气条件下主要污染物粒子,PM2.5主要组分,以硫酸铵和碳质气溶胶粒子为典型粒子,运用T矩阵方法研究了这两种粒子不同形态的散射特性,包含椭球体(长短轴比a/b=1/2,1/3,2/1),圆柱体(直径与长度比D/L=1/2,1/3,1/1,2/1)及切比雪夫形(多项式n=2,形变参数=-0.1,0.1),两种粒子在不同形态下所对应的散射、消光及吸收效率因子随尺度参数的变化规律。结果表明,硫酸铵非球形粒子在尺度参数小于1时,不同形状粒子效率因子差异很小,从尺度参数大于1开始,散射、消光效率因子随尺度参数先增加后震荡减小,粒子吸收非常弱;而碳质气溶胶粒子在尺度参数小于2时,不同形状粒子效率因子差异很小,尺度参数大于2开始,各效率因子随尺度参数先增加然后缓慢减小,并且对光场具有较强的吸收作用。该研究结果可用于大气灰霾粒子探测分析,发展大气环境污染防护科技。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-05
  • 修回日期:  2017-04-03
  • 刊出日期:  2017-11-25

应用T矩阵法对大气灰霾简单非球形粒子散射特性的计算与分析

doi: 10.3788/IRLA201746.1117003
    作者简介:

    徐强(1973-),男,副教授,博士,主要从事激光传输、散射方面的研究。Email:qxu@xidian.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61571355)

  • 中图分类号: TN958.98

摘要: 针对灰霾天气条件下主要污染物粒子,PM2.5主要组分,以硫酸铵和碳质气溶胶粒子为典型粒子,运用T矩阵方法研究了这两种粒子不同形态的散射特性,包含椭球体(长短轴比a/b=1/2,1/3,2/1),圆柱体(直径与长度比D/L=1/2,1/3,1/1,2/1)及切比雪夫形(多项式n=2,形变参数=-0.1,0.1),两种粒子在不同形态下所对应的散射、消光及吸收效率因子随尺度参数的变化规律。结果表明,硫酸铵非球形粒子在尺度参数小于1时,不同形状粒子效率因子差异很小,从尺度参数大于1开始,散射、消光效率因子随尺度参数先增加后震荡减小,粒子吸收非常弱;而碳质气溶胶粒子在尺度参数小于2时,不同形状粒子效率因子差异很小,尺度参数大于2开始,各效率因子随尺度参数先增加然后缓慢减小,并且对光场具有较强的吸收作用。该研究结果可用于大气灰霾粒子探测分析,发展大气环境污染防护科技。

English Abstract

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