Том 24, номер 02, статья № 4

Аннотация:

Рассмотрены закономерности изменения спектрального поведения коэффициентов ослабления и обратного рассеяния и лидарного отношения, с одной стороны, и микрофизических характеристик аэрозольных частиц, описываемых комплексным показателем преломления и функцией распределения частиц по размерам, - с другой. На основе расчетов по теории Ми для моно- и бимодального распределений показано, что параметры Ангстрема для коэффициента ослабления информативны относительно вклада в объемную концентрацию мелких частиц V_f/V_t и слабо зависят от среднегеометрического радиуса мелких частиц R_f. Параметры Ангстрема для коэффициента обратного рассеяния, напротив, информативны относительно R_f и практически не зависят от V_f /V_t. Лидарное отношение и параметры Ангстрема для коэффициента обратного рассеяния сильно зависят от действительной m_R и мнимой m_I частей показателя преломления. Ограничение области изменения лидарного отношения приводит к ограничению области изменения m_I (m_R фиксировано), которая смещается в область больших значений m_l при возрастании m_R. Увеличение лидарного отношения с ростом длины волны может наблюдаться только для крупных частиц при V_f /V_t < 0,2 и значениях действительной части показателя преломления ~1,40.

Ключевые слова:

теория Ми, параметры Ангстрема, коэффициенты ослабления и обратного рассеяния, лидарное отношение, показатель преломления, распределение частиц по размерам

Список литературы:

1. Angstrom A. On the atmospheric transmission of Sun radiation and on dust in the air // Geogr. Ann. 1929. N 11. P. 156-166.
2. Schuster G.L., Dubоvik O., Holben B.N. Angstrom exponent and bimodal aerosol size distribution // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. D07207, doi: 10.1029/2005JD006328.
3. Ackerman J. The extinction-to-backscatter ratio of tropospheric aerosol: a numerical study // J. Atmos. Ocean. Technol. 1998. V. 15, N 4. P. 1043-1050.
4. Barnaba F., Gobbi G.P. Modeling the aerosol extinction versus backscatter for lidar applications: maritime and continental conditions // J. Atmos. Ocean. Technol. 2004. V. 21, N 3. P. 428-442.
5. Bohren F.C., Huffman D.R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1983. 550 p.
6. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 1. Методы восстановления оптических параметров // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 4. С. 344-357.
7. Dubovik O., Holben B., Eck T.F., Smirnov A., Kaufman Y.J., King M.D., Tanre D., Slutsker I. Variability of absorption and optical properties of key aerosol types observed in worldwide locations // J. Atmos. Sci. 2002. V. 59, N 3. P. 590-608.
8. Anderson T.L., Masonis S.J., Covert D.S., Charlson R.J., Rood M.J. In situ measurements of the aerosol extinction-to-backscatter ratio at a polluted continental site // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. D22, doi: 10.1029/2000JD900400. P. 26907-26915.
9. Muller D., Ansmann A., Mattis I., Tesche M., Wandinger U., Althausen D., Pisani G. Aerosol-type-dependent lidar ratios observed with Raman lidar // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D16202, doi: 10.1029/2006JD008292.
10. Omar A.H., Won J.-G., Winker D.M., Yoon S.-C., Dubovik O., McCormick M.P. Development of global aerosol models using cluster analysis of Aerosol Robotic Network (AERONET) measurements // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D10S14, doi: 10.1029/2004JD004874.
11. Omar A.H., Winker D.M., Vaughan M.A., Hu. Y., Trepte Ch.H., Ferrare R.A., Lee K.-P., Hostetler Ch.A., Kittaka Ch., Rogers R.R., Kuehn R.E., Lie Zh. The CALIPSO automated aerosol classification and lidar ratio selection algorithm // J. Atmos. Ocean. Technol. 2009. V. 26, N 10. P. 1994-2014.
12. Muller D., Wandinger U., Ansmann A. Microphysical particle parameters from extinction and backscatter lidar data by inversion with regularization: Theory // Appl. Opt. 1999. V. 38, N 12. P. 2346-2357.
13. Bockmann C., Mironova I., Muller D., Schneidenbach L., Nessler R. Microphysical aerosol parameters from multiwavelength lidar // J. Opt. Soc. Amer. A. 2005. V. 22, N 3. P. 518-528.
14. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 3. Спектральные особенности вертикального распределения оптических характеристик аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 3 (в печати).