沙尘颗粒电磁散射的若干基本问题研究
发布时间：2020-08-18 22:43
【摘要】：电磁波在含颗粒介质中传播规律的研究,在医学、大气科学、物理学等领域有着十分广泛的应用。因此,对于在不同环境条件下颗粒电磁散射特性的准确仿真和求解,一直是相关领域研究人员关注的基本课题。尽管已有大量文献分别指出,颗粒表面带电及其环境温湿度等因素会对颗粒电磁散射特性产生极其重要的影响,但对其影响机制仍存在一系列悬而未决的遗留问题。为此本文借助等效介质理论、Mie散射理论对其分别进行讨论。首先,目前关于带电均质圆球颗粒电磁散射特性的求解存在两种模型,他们采用不同的面电导率模型来描述颗粒表面电荷的影响,但是对其异同却一直未见相关文献进行讨论。为此,本文分别讨论了圆球颗粒的电荷极性、尺寸参数、半径和折射率对两种模型所得结果的影响,比较了基于两种模型所得结果的异同。其次,鉴于目前缺乏环境温湿度对颗粒光学性质影响的研究报道,本文利用Mie散射理论和等效介质理论讨论了温度、湿度对圆球颗粒电磁散射特性的影响,分析了干沙、含水、含冰、冰水共存等条件下沙粒的电磁散射特性,进而利用致密介质的辐射传输理论,分析了含水沙尘层的微波发射特性,讨论了基于辐射计对沙尘层的含水量进行被动遥感的可行性。再次,鉴于微波和太赫兹频段雷达设备在沙尘暴监测中的潜在应用,讨论了利用等效介质理论对相应频段下非均质球体颗粒电磁散射特性求解的适用性问题,重点讨论了入射波频率、颗粒内外半径比、核-壳层介质折射率比对其适用范围的影响。最后,对本文结果进行总结,对未来的工作方向进行展望。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O441;P425.55;P407
【图文】：
这是当前极端千旱、干旱、半干旱和部分半湿润区域面对的主要环境问题之一。据第五次全逡逑国荒漠化和监测公报报道，截止２０１４年底，我国的荒漠化土地面积已达到２６１１５．９３万公顷，占逡逑国土总面积的２７．２％，其中沙漠化面积１７２１１．７５万公顷，图１－１给出了全球主要沙漠分布图。土逡逑地荒漠化最终结果大多是沙漠化，土地沙漠化一方面严重影响着局部地域的气候，导致生态系统逡逑失衡，另一方面，导致沙尘暴频发，严重危害人们的日常生活和身体健康等等［１］。第４９届联合国逡逑大会宣布：将６月１７日设为“世界防治荒漠化和千旱日”呼吁各国政府以及全世界人民重视土地逡逑沙化这一日益严重的全球性环境问题，这也是继能源与粮食危机后，世界人民共同面对的一大难逡逑题。逡逑图１－１全球主要沙漠分布图逡逑随着社会的文明化发展与科技的快速发展，人们越来越注重生活的质量，对于日常居住的环逡逑境也有了更高要求。土地沙漠化机理与防治受到越来越多学者的关注，他们借助地理学、生态学、逡逑植物学、大气科学、力学、物理学等学科理论和研究方法，从不同角度研究沙漠化的成因、演化、逡逑防治等问题ｉ２－６］。由于客观因素的限制，利用光学等遥感监测手段（如微波辐射计、气象雷达、激逡逑光雷达、ＰＤＡ、Ｐ１Ｖ等仪器）获得沙漠及沙尘暴过程的相关信息
逦ｓｉｚｅ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ逡逑图２－１不同尺度参数下两种模型结果的比较逡逑在图２－１中显示了两种模型的消光效率比值和散射效率比值随着颗粒尺寸参数的变逡逑化规律。由图可见，随着颗粒尺寸参数的不断增加，两种模型的消光效率比值足？不断减小，而散逡逑射效率比值不断X椉樱钪斩冀鹘冢薄Ａ硗猓谀Ｄ獾氖捣段冢街帜Ｐ偷南庑у义下时戎挡问洞笥谪⑸湫时戎敌∮冢薄Ｕ庖馕蹲磐ü耍欤幔悖耄岬热颂岢龅哪Ｐ停郏叮梗莼皴义系玫南庑实脑げ饨峁龋兀椋宓热说囊蟮枚啵⑸湫手嫡孟喾矗磺以诳帕３叽绮问义献愎淮蟮氖焙颍街帜Ｐ偷牟钜熳愎恍 ４送猓贾幸捕钥帕０刖兜挠跋旖辛颂致邸Ｎ颐欠⑾皱义希保保义
本文编号：2796813
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O441;P425.55;P407
【图文】：
这是当前极端千旱、干旱、半干旱和部分半湿润区域面对的主要环境问题之一。据第五次全逡逑国荒漠化和监测公报报道，截止２０１４年底，我国的荒漠化土地面积已达到２６１１５．９３万公顷，占逡逑国土总面积的２７．２％，其中沙漠化面积１７２１１．７５万公顷，图１－１给出了全球主要沙漠分布图。土逡逑地荒漠化最终结果大多是沙漠化，土地沙漠化一方面严重影响着局部地域的气候，导致生态系统逡逑失衡，另一方面，导致沙尘暴频发，严重危害人们的日常生活和身体健康等等［１］。第４９届联合国逡逑大会宣布：将６月１７日设为“世界防治荒漠化和千旱日”呼吁各国政府以及全世界人民重视土地逡逑沙化这一日益严重的全球性环境问题，这也是继能源与粮食危机后，世界人民共同面对的一大难逡逑题。逡逑图１－１全球主要沙漠分布图逡逑随着社会的文明化发展与科技的快速发展，人们越来越注重生活的质量，对于日常居住的环逡逑境也有了更高要求。土地沙漠化机理与防治受到越来越多学者的关注，他们借助地理学、生态学、逡逑植物学、大气科学、力学、物理学等学科理论和研究方法，从不同角度研究沙漠化的成因、演化、逡逑防治等问题ｉ２－６］。由于客观因素的限制，利用光学等遥感监测手段（如微波辐射计、气象雷达、激逡逑光雷达、ＰＤＡ、Ｐ１Ｖ等仪器）获得沙漠及沙尘暴过程的相关信息
逦ｓｉｚｅ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ逡逑图２－１不同尺度参数下两种模型结果的比较逡逑在图２－１中显示了两种模型的消光效率比值和散射效率比值随着颗粒尺寸参数的变逡逑化规律。由图可见，随着颗粒尺寸参数的不断增加，两种模型的消光效率比值足？不断减小，而散逡逑射效率比值不断X椉樱钪斩冀鹘冢薄Ａ硗猓谀Ｄ獾氖捣段冢街帜Ｐ偷南庑у义下时戎挡问洞笥谪⑸湫时戎敌∮冢薄Ｕ庖馕蹲磐ü耍欤幔悖耄岬热颂岢龅哪Ｐ停郏叮梗莼皴义系玫南庑实脑げ饨峁龋兀椋宓热说囊蟮枚啵⑸湫手嫡孟喾矗磺以诳帕３叽绮问义献愎淮蟮氖焙颍街帜Ｐ偷牟钜熳愎恍 ４送猓贾幸捕钥帕０刖兜挠跋旖辛颂致邸Ｎ颐欠⑾皱义希保保义
本文编号：2796813
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