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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 被引量:11
1
作者 王缅 刘文清 +9 位作者 陆亦怀 赵雪松 宋炳超 张玉钧 王亚萍 连翠华 陈军 程寅 刘建国 魏庆农 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1776-1780,共5页
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100mL的空气体积上,并测量前向30... 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100mL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。 展开更多
关键词 前向散射 近红外 大气消光 相函数 尺寸分布 系数 能见度
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苏州城区1064nm激光雷达大气消光特性的观测 被引量:6
2
作者 李洪敬 孙东松 +1 位作者 杨春沪 陈敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期323-326,共4页
利用1064nm激光雷达研究了苏州地区的大气消光特性,文中采用K lett方法反演了大气气溶胶的消光系数,得到了随大气垂直高度逐步变化的消光系数分布。通过对苏州地区2004年夏季的观测表明:在相同高度上,云的消光系数值比晴天无云时的气溶... 利用1064nm激光雷达研究了苏州地区的大气消光特性,文中采用K lett方法反演了大气气溶胶的消光系数,得到了随大气垂直高度逐步变化的消光系数分布。通过对苏州地区2004年夏季的观测表明:在相同高度上,云的消光系数值比晴天无云时的气溶胶消光系数值可大约3个数量级;苏州城区的大气边界层高度在0.75km至2.49km之间浮动,其均值为1.88km。平均边界层高度最大的月份出现在8月,均值达到2.08km。 展开更多
关键词 苏州城区 雷达 大气消光特性 系数 气溶胶
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利用红外波段的大气消光特性测量大气水汽总量 被引量:2
3
作者 王术军 张保洲 李子英 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第4期431-434,共4页
大气总水汽量是天文观测和气象科学领域最为重要的参量之一。介绍一种测量大气水汽总量的新方法和仪器。该仪器采用电荷耦合器件(CCD)制作的光谱仪来测量日光或月光通过大气后在750 nm^1 000 nm近红外波段的光谱,进而计算出935 nm水汽... 大气总水汽量是天文观测和气象科学领域最为重要的参量之一。介绍一种测量大气水汽总量的新方法和仪器。该仪器采用电荷耦合器件(CCD)制作的光谱仪来测量日光或月光通过大气后在750 nm^1 000 nm近红外波段的光谱,进而计算出935 nm水汽吸收带相对于889 nm背景的剩余强度,再根据R=0.59W函数模式求出大气水汽含量。最后讨论了水汽测量仪的定标方法、性能及其优缺点,给出了测试结果。测试结果表明:该测量仪器测量水汽方法直观,性能稳定。 展开更多
关键词 水汽总量 剩余强度 大气消光特性 谱仪
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乌鲁木齐不同分级气溶胶理化特征及其对大气消光的影响 被引量:4
4
作者 韩茜 魏文寿 +1 位作者 刘新春 钟玉婷 《沙漠与绿洲气象》 2015年第6期68-72,共5页
2010年初采暖季,应用FA-3型气溶胶粒度分布采样器在乌鲁木齐市天山区对粒径在10μm以下的气溶胶分九级进行采样,并应用ICS3000离子色谱仪对其进行离子成分测定,结合同期AE-31型黑碳仪和Aurora-1000型积分浊度计测量所得的吸收系数和散... 2010年初采暖季,应用FA-3型气溶胶粒度分布采样器在乌鲁木齐市天山区对粒径在10μm以下的气溶胶分九级进行采样,并应用ICS3000离子色谱仪对其进行离子成分测定,结合同期AE-31型黑碳仪和Aurora-1000型积分浊度计测量所得的吸收系数和散射系数数据进行分析。研究结果表明,乌鲁木齐冬季气溶胶质量浓度0级(9.0~10μm)至2级(4.7~5.8μm)逐渐减小,2~5级(1.1~2.1μm)逐渐增至最大值,5级到8级(亚微米级)又逐渐减小。离子总浓度的分布与气溶胶质量浓度类似,6级(0.65~1.1μm)吸附可溶性离子能力最强,出现总离子浓度的峰值。各离子除Ca^(2+)和Mg^(2+)分布于粗模态外,SO_4^(2-),Na^+,NH_4^+,NO_3^-,Cl^-和K^+均在5~6级达到峰值。细粒子质量浓度远大于粗粒子,且吸附可溶性离子的能力也远大于粗粒子。消光系数与PM10,PM2.5,PM1.0和PM2.5~10的回归分析表明,用PM2.5质量浓度来模拟消光更有意义。采用多元线性逐步回归的方法分析不同粒径段上化学成分与气溶胶散射系数的关系,只有1.1~2.1μm和0.65~1.1μm这两个分级的硫酸盐和铵盐进入回归公式,可见这两分级的硫酸盐和铵盐对消光系数的贡献最大。 展开更多
关键词 分级采样 气溶胶 离子成分 大气消光
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北京师范大学天文台大气消光的测定
5
作者 张燕平 殷凡 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期632-635,共4页
利用北京师范大学天文台的LX2 0 0型施密特 卡塞格林式望远镜及ST 7型CCD照相机 ,对该台的大气消光进行了实际观测 ,求出了当夜的东半天和西半天的大气消光因数K′分别为0 .5 86 ,0 .386 。
关键词 北京师范大学 天文台 大气消光测定 CCD测 天文观测
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机场典型霾过程大气消光特性及能见度预测模型
6
作者 郑宸 王璇 +2 位作者 王立婕 马思萌 韩博 《环境工程》 CAS CSCD 2024年第3期215-224,共10页
大气能见度是机场运行的重要指标之一,探究机场低能见度天气形成机理、准确预测能见度变化趋势对保障航空交通安全高效运行至关重要。选取天津机场为研究对象,开展大气光学参数、污染物浓度及气象条件监测,研究了2020年12月08—23日一... 大气能见度是机场运行的重要指标之一,探究机场低能见度天气形成机理、准确预测能见度变化趋势对保障航空交通安全高效运行至关重要。选取天津机场为研究对象,开展大气光学参数、污染物浓度及气象条件监测,研究了2020年12月08—23日一次典型霾天气过程中机场大气消光特性,并基于广义加性模型(generalized additive model,GAM)和梯度提升回归树模型(gradient boost regression tree,GBRT)分别构建机场能见度预测模型,对比并确定最优模型。结果表明,在天津机场冬季一次典型霾污染引起的低能见度过程中,大气总消光系数Bext为37.4~891.7Mm^(-1),平均值为346.0 Mm^(-1)。其中,B_(sp)、B_(ap)、B_(ag)、B_(sg)对B_(ext)的贡献占比分别为73.7%、11.7%、5.9%和8.7%,气溶胶污染是造成能见度降低的主要因素,GBRT分析显示1μm以下粒子对总消光的相对贡献最大。同时,大气黑碳(BC)和NO_(2)也会通过消光作用降低能见度。利用气象参数和污染物浓度数据,通过GAM和GBRT模型均可以对机场能见度进行较为准确的预测,其中GBRT模型的拟合效果优于GAM模型,表明GBRT模型可在多发的霾天气中提供准确可靠的机场能见度预测。 展开更多
关键词 机场污染 大气消光特性 低能见度预测 广义加性模型 梯度提升回归树模型
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地基消光测量确定大气气溶胶模型 被引量:8
7
作者 徐青山 胡欢陵 魏合理 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1451-1456,共6页
分别取大陆型、海洋型、城市型和Junge谱分布气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2004年在北京地区测量... 分别取大陆型、海洋型、城市型和Junge谱分布气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2004年在北京地区测量的太阳光度计数据,结果显示该地区当日实际大气在几种气溶胶模型中较为符合城市型气溶胶模型。 展开更多
关键词 大气气溶胶模型 大气消光 学厚度 太阳度计
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地基消光测量确定新疆博斯腾湖地区大气气溶胶模型
8
作者 陈磊 孙学金 《沙漠与绿洲气象》 2012年第3期40-44,共5页
为确定新疆博斯腾湖地区气溶胶主要组分,减小辐射传输计算和卫星遥感应用中由于气溶胶模型误判造成的误差,分别取大陆型、背景沙漠型、体积百分比自定义模型和两种动态气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时段的各... 为确定新疆博斯腾湖地区气溶胶主要组分,减小辐射传输计算和卫星遥感应用中由于气溶胶模型误判造成的误差,分别取大陆型、背景沙漠型、体积百分比自定义模型和两种动态气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时段的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2010年在新疆博斯腾湖地区测量的太阳光度计数据,结果显示该地区在测量时段较为符合体积百分比自定义模型,沙尘性粒子体积百分比均在88%以上,符合当地靠近沙尘源地和测量时段浮尘天气频发的实际情况。 展开更多
关键词 大气气溶胶模型 大气消光 学厚度 太阳度计
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上海地区大气气溶胶光学特性的初步研究 被引量:21
9
作者 宋磊 吕达仁 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2006年第2期203-208,共6页
上海是东亚重要的沿海城市之一,其上空大气气溶胶光学特性的研究对了解上海及我国东部沿海地区的环境和气候影响等方面都具有重要性,至今尚无这方面的实际观测分析。本工作利用2000年6月到2002年12月之间测得的上海地区太阳直接辐照度数... 上海是东亚重要的沿海城市之一,其上空大气气溶胶光学特性的研究对了解上海及我国东部沿海地区的环境和气候影响等方面都具有重要性,至今尚无这方面的实际观测分析。本工作利用2000年6月到2002年12月之间测得的上海地区太阳直接辐照度数据,分析之后得出大气气溶胶光学厚度值,并统计分析了大气气溶胶光学厚度的季节变化及其与地面能见度的关系,最后给出了气溶胶消光谱。通过上述工作,发现上海地区大气气溶胶光学厚度具有夏季最大,春季次之,冬季最小的相对稳定的特点。此外,地面能见度及其倒数作为一个相对容易获得的参数,与大气气溶胶的光学厚度具有较好的相关性,可以考虑将其倒数作为一个约束气溶胶光学厚度分布的物理参数,这对今后的观测和研究都具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 气溶胶学厚度 地面能见度 大气消光
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南京冬季气溶胶消光特性及霾天气低能见度特征 被引量:25
10
作者 何镓祺 于兴娜 +4 位作者 朱彬 袁亮 马佳 沈丽 朱俊 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1645-1653,共9页
利用2015年1月气溶胶散射和吸收系数、PM_(2.5)质量浓度、大气能见度以及常规气象观测数据,分析了南京冬季大气气溶胶散射系数与吸收系数的变化特征,给出了散射系数与吸收系数对大气消光的贡献,以及能见度与PM_(2.5)质量浓度和相对湿度... 利用2015年1月气溶胶散射和吸收系数、PM_(2.5)质量浓度、大气能见度以及常规气象观测数据,分析了南京冬季大气气溶胶散射系数与吸收系数的变化特征,给出了散射系数与吸收系数对大气消光的贡献,以及能见度与PM_(2.5)质量浓度和相对湿度的关系.结果表明,观测期间南京大气气溶胶的散射系数和吸收系数分别为(423.4±265.3)Mm^(-1)和(24.5±14.3)Mm^(-1),对大气消光的贡献分别为89.2%和5.2%,表明大气消光主要贡献来自于气溶胶的散射.散射系数与PM_(2.5)相关性较好(R2=0.91),能见度随PM_(2.5)质量浓度呈指数下降,也与相对湿度保持一定负相关性.能见度均值为4.3km,且连续出现能见度不足2km的低能见度天气,霾天气下消光系数和PM_(2.5)质量浓度大幅超过非霾天气,最高值分别达到1471.2Mm^(-1)和358μg/m^3,霾天气下能见度的降低来自颗粒物与相对湿度的共同影响. 展开更多
关键词 能见度 散射系数 吸收系数 大气消光
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大气传输对激光主动夜视技术的影响 被引量:1
11
作者 邓永丽 叶超 +2 位作者 刘云 秦莉 王立军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期124-128,共5页
讨论了大气消光作用对目标信号的衰减和大气后向散射对目标对比度的影响情况,从实用角度论述了大气消光的计算方法,得出常用几种波长激光的大气透过率情况,并分析了激光主动夜视系统中大气后向散射对图像对比度的影响。
关键词 主动夜视 大气传输 大气消光 后向散射 对比度
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大气对上靶激光能量密度影响的分析 被引量:4
12
作者 李军梅 孙晓泉 张军 《光电子技术》 CAS 2004年第3期181-183,188,共4页
大气湍流与大气消光会给激光传输带来较大的影响。本文以激光的上靶功率密度为标准 ,大量分析表明 :在一定的靶距范围内 ,激光发射系统不需要自适应光学系统进行波前校正。
关键词 大气湍流 大气消光 自适应 靶距 武器
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小洋山岛大气气溶胶光学厚度的特征分析 被引量:1
13
作者 贾盛洁 刘锦丽 +1 位作者 吕达仁 杜秉玉 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2009年第4期427-433,共7页
小洋山岛位于上海东南面距海岸线约30km处,四面环海,研究其上空的大气气溶胶光学特性对了解我国东部沿海地区及其近海海域的环境和气候影响等都具有重要的意义。对于近岸海岛的气溶胶光学厚度(AOD)观测,至今国内尚未见这方面的实测资料... 小洋山岛位于上海东南面距海岸线约30km处,四面环海,研究其上空的大气气溶胶光学特性对了解我国东部沿海地区及其近海海域的环境和气候影响等都具有重要的意义。对于近岸海岛的气溶胶光学厚度(AOD)观测,至今国内尚未见这方面的实测资料与分析。本次实验利用2006~2007年连续观测得到的AOD值,分析了AOD的季节变化及其与地面风向、湿度和能见度等气象要素的关系,并给出了气溶胶消光谱。分析发现:小洋山地区AOD具有春季最大,冬季次之,秋季较小的特点,而且在低能见度情况下,气溶胶以大粒子为主;盛行西风时,AOD值增大且大粒子比重增加;AOD与湿度有较好的正相关关系。 展开更多
关键词 气溶胶学厚度 风向 地面能见度 大气消光
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空间目标光度测量的消光修正拟合 被引量:1
14
作者 满意 杨轻云 陈涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1511-1517,共7页
为了提高光度测量的精度进而提高反演空间目标的姿态、形状等特性的准确率,提出了消光修正拟合的光度测量方法。传统的光度测量是利用一些已知星等恒星的灰度值计算零等星灰度值,然后再通过待测目标的灰度值计算出待测目标的星等值,在... 为了提高光度测量的精度进而提高反演空间目标的姿态、形状等特性的准确率,提出了消光修正拟合的光度测量方法。传统的光度测量是利用一些已知星等恒星的灰度值计算零等星灰度值,然后再通过待测目标的灰度值计算出待测目标的星等值,在此过程中加入经典大气消光模型所带来的影响。先是利用实测数据对光度测量计算过程中的消光修正进行拟合,充分考虑实际测量时大气消光所带来的影响,获取更符合实际情况的光度测量数据。然后,在零等星灰度标定的过程中采取迭代的方法计算零等星灰度的均值,降低大气不稳定所带来的异常数据对于测量结果的影响。实验结果表明:改进优化后光度测量方法的精度可以达到0.11个星等。相对于以往的光度测量方法测量精度更高,测量结果可以更好地应用于后续的反演工作。 展开更多
关键词 度测量 空间目标 大气消光 迭代均值法
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大气对激光传输的影响 被引量:9
15
作者 刘波涛 《光散射学报》 2007年第1期43-48,共6页
本文分析了激光传输过程中大气这一传输介质对其的影响,由大气的成分出发,采用辐射传输理论描述了大气介质的吸收和散射特性,着重分析了其中对辐射影响最大的两种因素,即大气消光和大气湍流。并建立了大气传输系统的传递函数模型。最后... 本文分析了激光传输过程中大气这一传输介质对其的影响,由大气的成分出发,采用辐射传输理论描述了大气介质的吸收和散射特性,着重分析了其中对辐射影响最大的两种因素,即大气消光和大气湍流。并建立了大气传输系统的传递函数模型。最后通过LOWTRAN模拟软件包对本文所得的模型进行评估。 展开更多
关键词 大气传输特性 大气湍流 大气消光
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大气光学
16
《中国光学》 CAS 2004年第4期102-102,共1页
空间斜程能见度是空间目标识别的重要参量。水平能见度与大气消光参数有明确的关系,而斜程能见度与大气消光参数、观测方向、太阳天顶角等多种因素有关,目前尚未有明确的结果。从辐射传输理论出发,通过子Eddington近似求解辐射传输方程。
关键词 斜程能见度 大气 大气消光 空间目标识别 辐射传输理论 多种因素 水平能见度 辐射传输方程 太阳天顶角 重要参量
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激光雷达斜程能见度的一种探测方法及其分析 被引量:17
17
作者 陈敏 孙东松 +2 位作者 李洪敬 沈法华 夏海云 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期156-160,共5页
提出利用激光雷达多仰角探测方法对大气斜程积分能见度测量的方案。该方案以大气光学厚度替代传统的利用大气消光系数分布求解斜程能见度,从而克服了在低能见度下,由于大气多次散射,斜程能见度难以测准的缺点,提高了探测精度,为飞机起... 提出利用激光雷达多仰角探测方法对大气斜程积分能见度测量的方案。该方案以大气光学厚度替代传统的利用大气消光系数分布求解斜程能见度,从而克服了在低能见度下,由于大气多次散射,斜程能见度难以测准的缺点,提高了探测精度,为飞机起飞着陆提供了较为准确的气象参数。利用Monte!Carlo方法模拟计算了3种大气消光分布情况下采用该方法测量的积分能见度。结果表明:在激光探测区域内和垂直高度相同的大气消光分布均匀的假设条件下,只要在设计激光雷达时,恰当选择系统参数(如激光脉冲能量、积分累计时间、窄带滤光片带宽等)使得信噪比满足一定的条件,该方法是可行的,且能见度探测误差不超过4.3%。 展开更多
关键词 斜程能见度 雷达 大气学厚度 大气消光
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石家庄大气能见度与颗粒物污染及相对湿度的关系 被引量:6
18
作者 关亚楠 张博信 +6 位作者 倪爽英 王洪华 卢晶晶 韩静 赵玉广 段二红 侯立安 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2001-2008,共8页
利用2016年10月—2017年6月石家庄市能见度、相对湿度、颗粒物质量浓度逐时观测资料和同期颗粒物膜采样数据,分析石家庄市大气能见度与颗粒物污染及相对湿度(Relative Humidity,RH)的关系。结果表明,石家庄市大气能见度与颗粒物质量浓... 利用2016年10月—2017年6月石家庄市能见度、相对湿度、颗粒物质量浓度逐时观测资料和同期颗粒物膜采样数据,分析石家庄市大气能见度与颗粒物污染及相对湿度(Relative Humidity,RH)的关系。结果表明,石家庄市大气能见度与颗粒物质量浓度呈幂函数关系,且二者相关性呈现季节变化,影响从高到低依次为冬季、春季、秋季、夏季;石家庄市大气能见度与相对湿度呈指数函数关系。细颗粒物质量浓度与相对湿度共同影响石家庄市大气能见度变化,较低相对湿度下(RH<80%),能见度主要受PM2.5质量浓度影响;较高湿度条件下(RH≥80%),能见度恶化主要是由于RH增加造成颗粒物吸湿性增大,导致其散射效率非线性增大。观测期间,石家庄市大气消光系数年均值为(653.5±521.9)Mm-1,有机物(Organic Matter,OM)、元素碳(Elemental Carbon,EC)、NH4NO3、(NH4)2SO4对大气能见度消光贡献率年平均为33.3%、8.3%、25.7%和32.7%。 展开更多
关键词 环境学 大气能见度 颗粒物质量浓度 相对湿度 大气消光 石家庄
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丽江高美古大气透明度的测定 被引量:3
19
作者 张周生 汪从云 +2 位作者 陈培生 周吉光 马开全 《云南天文台台刊》 CSCD 1999年第2期48-53,共6页
1996年1月~1998年3月,我们用光电方法测定了丽江高美古在B、V两个波段的大气消光系数。为便于比较,在1996年1月还测定了云南天文台凤凰山台址的大气消光系数。本文给出了观测结果,同时也列出了世界上一些天文台站... 1996年1月~1998年3月,我们用光电方法测定了丽江高美古在B、V两个波段的大气消光系数。为便于比较,在1996年1月还测定了云南天文台凤凰山台址的大气消光系数。本文给出了观测结果,同时也列出了世界上一些天文台站的数据以供参考。 展开更多
关键词 大气消光 选址 大气透明度 天文台
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大气低能见度的影响因子分析及计算方法综述 被引量:22
20
作者 陈静 赵春生 《气象科技进展》 2014年第4期44-51,共8页
大气低能见度事件一般指的是雾、霾、雨、雪以及沙尘暴等天气过程所引起的能见度破坏现象。由于城市化的快速发展和污染物排放的急剧增加,高浓度的气溶胶污染也会导致低能见度现象,这已成为当前中国大部分地区普遍面临的重要大气环境问... 大气低能见度事件一般指的是雾、霾、雨、雪以及沙尘暴等天气过程所引起的能见度破坏现象。由于城市化的快速发展和污染物排放的急剧增加,高浓度的气溶胶污染也会导致低能见度现象,这已成为当前中国大部分地区普遍面临的重要大气环境问题之一。从国内的污染现状入手,并结合国内外的相关研究,对大气消光的理论计算和低能见度的主要影响因子进行了具体阐述。此外,还就大气消光计算方法的研究进展及其优缺点予以了总结和讨论。最后,对未来中国能见度的监测及研究工作等提出了一些具体的建议。 展开更多
关键词 大气消光 低能见度 大气气溶胶 气溶胶吸湿性
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