留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

黑碳-氯化钠内混合气溶胶粒子有效吸收研究

尹凯欣 王海涛 范承玉

尹凯欣, 王海涛, 范承玉. 黑碳-氯化钠内混合气溶胶粒子有效吸收研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 411002-0411002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0411002
引用本文: 尹凯欣, 王海涛, 范承玉. 黑碳-氯化钠内混合气溶胶粒子有效吸收研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 411002-0411002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0411002
Yin Kaixin, Wang Haitao, Fan Chengyu. Effective absorption for Black Carbon-NaCl internal mixed aerosols[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 411002-0411002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0411002
Citation: Yin Kaixin, Wang Haitao, Fan Chengyu. Effective absorption for Black Carbon-NaCl internal mixed aerosols[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 411002-0411002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0411002

黑碳-氯化钠内混合气溶胶粒子有效吸收研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0411002
基金项目: 

电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金(SKL2013KF01、SKL2015KF03);中国科学院合肥物质科学研究院院长基金(YZJJ201506)

详细信息
    作者简介:

    尹凯欣(1990-),女,博士生,从事激光大气传输研究。Email:yinkx@mail.ustc.edu.cn

  • 中图分类号: TN012;P427

Effective absorption for Black Carbon-NaCl internal mixed aerosols

  • 摘要: 内混合气溶胶粒子的有效吸收对激光大气传输有着不利影响。以黑碳和氯化钠两种典型成分为例,计算了密度和比热相同情况下,均匀球和分层球模型粒子的有效吸收系数。研究结果表明:有效吸收系数大小与粒子组分混合方式有关。在粒子吸收热量加热大气过程中,黑碳为核的粒子在可见光和近红外波段有效吸收系数更大;均匀球粒子在中红外波段和远红外波段(100 s后)有效吸收系数更大,而氯化钠为核的粒子在远红外波段(前100 s)有效吸收系数最大。
  • [1] Burley J L, Fiorino S T, Randall R M, et al. High-energy laser tactical decision aid (HELTDA) for mission planning and predictive avoidance[C]//SPIE Defense, Security, and Sensing. International Society for Optics and Photonics, 2012, 8381:83811L.
    [2] Gadhavi H, Jayaraman A. Absorbing aerosols:contribution of biomass burning and implications for radiative forcing[C]//Annales Geophysicae. European Geosciences Union, 2010, 28:103-111.
    [3] Li B, Xu L, Huang J, et al. Method of aerosol absorption detection with photothermal interferometry[J]. Procedia Engineering, 2015, 102:1187-1192.
    [4] Yashiro H, Sasaki F, Furutani H. Measurement of laser-induced breakdown threshold intensities of high-pressure gasses and water droplets to determine the number density of an aerosol[J]. Optics Communications, 2011, 284(12):3004-3007.
    [5] Jacobson M Z. A physically-based treatment of elemental carbon optics:Implications for global direct forcing of aerosols[J]. Geophysical Research Letters, 2000, 27(2):217-220.
    [6] Ackerman A S, Toon O B, Stevens D E, et al. Reduction of tropical cloudiness by soot[J]. Science, 2000, 288(5468):1042-1047.
    [7] Bohren C F. Applicability of effective-medium theories to problems of scattering and absorption by nonhomogeneous atmospheric particles[J]. Journal of the Atmospheric Sciences, 1986, 43(5):468-475.
    [8] Chylek P, Lesins G B, Videen G, et al. Black carbon and absorption of solar radiation by clouds[J]. Journal of Geophysical Research:Atmospheres, 1996, 101(D18):23365-23371.
    [9] Lesins G, Chylek P, Lohmann U. A study of internal and external mixing scenarios and its effect on aerosol optical properties and direct radiative forcing[J]. Journal of Geophysical Research:Atmospheres, 2002, 107(D10):AAC 5.
    [10] Dury M R, Theocharous T, Harrison N, et al. Common black coatings-reflectance and ageing characteristics in the 0.32-14.3 m wavelength range[J]. Optics Communications, 2007, 270(2):262-272.
    [11] Chan C H. Effective absorption for thermal blooming due to aerosols[J]. Applied Physics Letters, 1975, 26(11):628-630.
    [12] Xu Bo, Huang Yinbo, Fan Chengyu, et al. Calculation of effective absorption coefficient for aerosols of internal mixture[J]. High Power Laser and Particle Beam, 2012, 24(11):2523-2526.
    [13] Xu bo, Huang Yinbo, Fan Chengu, et al. Calculation of equivalent absorption coefficient of uniformly mixed hygroscopic aerosol particles[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(1):0101001. (in Chinese)
    [14] Jacobson M Z. Strong radiative heating due to the mixing state of black carbon in atmospheric aerosols[J]. Nature, 2001, 409(6821):695-697.
    [15] Huang H L, Huang Y B, Rao R Z. Equivalence of light scattering by strong absorbing aerosol particles in internal mixing state[J]. High Power Laser Particle Beams, 2007, 19(7):1066-1070.
    [16] Buseck P R, Psfai M. Airborne minerals and related aerosol particles:effects on climate and the environment[C]//Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1999, 96:3372-3379.
    [17] Levoni C, Cervino M, Guzzi R, et al. Atmospheric aerosol optical properties:a database of radiative characteristics for different components and classes[J]. Applied Optics, 1997, 36(30):8031-8041.
    [18] Ray P S. Broadband complex refractive indices of ice and water[J]. Applied Optics, 1972, 11(8):1836-1844.
    [19] Steele H M, Hamill P. Effects of temperature and humidity on the growth and optical properties of sulphuric acid-water droplets in the stratosphere[J]. Journal of Aerosol Science, 1981, 12(6):517-528.
    [20] Toon O B, Pollack J B, Khare B N. The optical constants of several atmospheric aerosol species:Ammonium sulfate, aluminum oxide, and sodium chloride[J]. Journal of Geophysical Research, 1976, 81(33):5733-5748.
    [21] Jacobson M Z. A physically-based treatment of elemental carbon optics:Implications for global direct forcing of aerosols[J]. Geophysical Research Letters, 2000, 27(2):217-220.
    [22] Toon O B, Ackerman T P. Algorithms for the calculation of scattering by stratified spheres[J]. Applied Optics, 1981, 20(20):3657-3660.
    [23] Bohren C F, Huffman D R. Absorption and scattering of light by small particles[J]. Optics Laser Technology, 1998, 31(1):148-149.
  • [1] 乔凯, 杨杰, 靳辰飞.  基于时间相关单光子计数的穿透成像激光雷达研究(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(8): 20220404-1-20220404-13. doi: 10.3788/IRLA20220404
    [2] 顾有林, 陈国龙, 胡以华, 何海浩, 丁婉莹, 曹浩.  气溶胶沉降扩散研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220313-1-20220313-11. doi: 10.3788/IRLA20220313
    [3] 梅亮, 孔政, 林宏泽, 费若男, 成远, 宫振峰, 陈珂, 刘琨, 华灯鑫.  基于沙氏成像原理的激光雷达技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20210033-1-20210033-17. doi: 10.3788/IRLA20210033
    [4] 赵曰峰, 高静, 潘杰, 王旭, 张玉容, 李辉, 王艳琪, 段孟君, 岳伟伟, 蔡阳健, 许化强, 王晶晶.  基于激光雷达的区域大气颗粒物探测 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200324-20200324. doi: 10.3788/IRLA20200324
    [5] 唐勐, 张宇.  激光探测尾流微气泡的偏振特性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105006-0105006(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0105006
    [6] 陈慧敏, 马超, 齐斌, 郭鹏宇, 杨尚贤, 高丽娟, 霍健.  脉冲激光引信烟雾后向散射特性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0403005-0403005-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0403005
    [7] 何秦, 郑硕, 秦凯, 胡明玉, 张亦舒.  基于车载激光雷达走航观测的石家庄及周边地区气溶胶空间分布特征 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200353-20200353. doi: 10.3788/IRLA20200353
    [8] 朱倩, 潘增新, 毛飞跃, 石瑞星, 臧琳, 卢昕.  中国区域CALIPSO和MERRA-2气溶胶三维参数对比验证 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200350-20200350. doi: 10.3788/IRLA20200350
    [9] 陈鹏, 赵继广, 宋一铄, 王燊.  气溶胶环境下FMCW与脉冲激光探测性能对比 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190399-1-20190399-10. doi: 10.3788/IRLA20190399
    [10] 张青松, 侯再红, 谢晨波.  户外型探测臭氧和气溶胶激光雷达系统研制 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 706008-0706008(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0706008
    [11] 滕曼, 庄鹏, 张站业, 李路, 姚雅伟.  大气气溶胶污染监测中应用的新型全天时户外型拉曼-米散射激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 706001-0706001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0706001
    [12] 高瑞林, 蔡克荣, 贾岛.  双频激光近炸引信散射特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 10-15.
    [13] 陈超, 王章军, 宋小全, 张涛, 杜立彬, 孟祥谦, 刘兴涛, 李先欣, 李辉, 庄全风, 王秀芬.  扫描式气溶胶激光雷达研制与观测研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1230009-1230009(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1230009
    [14] 王凤杰, 陈慧敏, 马超, 龙胤宇.  云雾后向散射激光回波特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506002-0506002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0506002
    [15] 耿蒙, 李学彬, 秦武斌, 刘泽阳, 鲁先洋, 戴聪明, 苗锡奎, 翁宁泉.  典型地区大气气溶胶谱分布和复折射率特征研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 311001-0311001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0311001
    [16] 张学海, 戴聪明, 武鹏飞, 崔生成, 黄宏华, 刘铮, 毛宏霞, 苗锡奎, 魏合理.  折射率和粒子尺度对大气气溶胶光散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211001-1211001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1211001
    [17] 路广, 李杏华, 肖云龙.  光全散射法在城市扬尘在线监测系统中的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118005-1118005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1118005
    [18] 王喆, 汪井源, 徐智勇, 赵继勇, 陈亦望, 王荣, 韦毅梅.  远红外激光雨中传输损耗的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3092-3097.
    [19] 孙杜娟, 胡以华, 李乐.  气溶胶“沉降—扩散”联合动态数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 449-453.
    [20] 张小林, 黄印博, 饶瑞中.  有效介质理论对致密内混合粒子光散射适用性 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1477-1483.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  419
  • HTML全文浏览量:  58
  • PDF下载量:  60
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-09
  • 修回日期:  2016-09-10
  • 刊出日期:  2017-04-25

黑碳-氯化钠内混合气溶胶粒子有效吸收研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0411002
    作者简介:

    尹凯欣(1990-),女,博士生,从事激光大气传输研究。Email:yinkx@mail.ustc.edu.cn

基金项目:

电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金(SKL2013KF01、SKL2015KF03);中国科学院合肥物质科学研究院院长基金(YZJJ201506)

  • 中图分类号: TN012;P427

摘要: 内混合气溶胶粒子的有效吸收对激光大气传输有着不利影响。以黑碳和氯化钠两种典型成分为例,计算了密度和比热相同情况下,均匀球和分层球模型粒子的有效吸收系数。研究结果表明:有效吸收系数大小与粒子组分混合方式有关。在粒子吸收热量加热大气过程中,黑碳为核的粒子在可见光和近红外波段有效吸收系数更大;均匀球粒子在中红外波段和远红外波段(100 s后)有效吸收系数更大,而氯化钠为核的粒子在远红外波段(前100 s)有效吸收系数最大。

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回