典型雾霾粒子模型的T矩阵法光散射偏振特性分析

发布时间：2023-11-18 13:24

　　雾霾天气下,自然光在传输过程中与雾霾颗粒发生散射后产生偏振光,偏振光会带有一系列雾霾粒子的偏振信息,包括雾霾粒子的尺寸参数,颗粒形貌,尺度分布,复折射率等物理特征。研究雾霾粒子的光散射问题,对雾霾形成的机理、来源以及建立更好的大气模型提供参考依据有重要意义。本文首先基于T矩阵法,仿真分析了单个球形、非球形(椭球形、圆柱形)雾霾粒子的光散射偏振特性。球形粒子主要从粒子半径及复折射率两方面对粒子的光散射偏振特性影响进行了分析,非球形粒子主要从粒子有效半径、轴比以及复折射率对粒子光散射偏振特性的影响进行了分析,分析结果表明:在前向散射,球形粒子半径越大,其线偏振度的值越大,在后向散射,粒子半径越大,其线偏振度的值越小。非球形粒子的有效半径越大,其线偏振度越大。圆偏振度的值与粒子半径的大小成反比。非球形度越小,其线偏振度和圆偏振度的值越大。通过对不同复折射率的硫酸粒子、硫酸铵粒子、硝酸铵粒子、沙尘粒子和碳质气溶胶粒子的偏振特性分析表明:复折射率越大,对粒子的偏振特性影响越大。最后,基于Mie散射理论和T矩阵方法研究了粒子半径范围及复折射率对球形粒子群的散射偏振特征的影响,以及对五种类型的球形粒...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
2 雾霾粒子的散射偏振理论
    2.1 光的散射偏振特性
    2.2 T矩阵方法的基本理论
        2.2.1 T矩阵方法原理
        2.2.2 随机取向的T矩阵
        2.2.3 散射矩阵及偏振特性分析
    2.3 球形粒子群散射理论
        2.3.1 球形粒子群体系的广义Mie理论
        2.3.2 球形粒子群体系的散射矩阵
    2.4 本章小结
3 单个球形雾霾粒子的偏振特性分析
    3.1 单个雾霾粒子模型
        3.1.1 轴比
        3.1.2 有效半径
        3.1.3 复折射率
    3.2 单个雾霾粒子偏振特性分析流程图
    3.3 球形雾霾粒子偏振特性仿真结果分析
        3.3.1 有效半径对球形粒子偏振特性的影响
        3.3.2 复折射率对球形粒子偏振特性的影响
    3.4 本章小结
4 单个非球形雾霾粒子的偏振特性分析
    4.1 椭球形雾霾粒子偏振特性仿真结果分析
        4.1.1 有效半径对椭球形粒子偏振特性的影响
        4.1.2 轴比对椭球形粒子偏振特性的影响
        4.1.3 复折射率对椭球形粒子偏振特性的影响
    4.2 圆柱形雾霾粒子偏振特性仿真结果分析
        4.2.1 有效半径对圆柱形粒子偏振特性的影响
        4.2.2 轴比对圆柱形粒子偏振特性的影响
        4.2.3 复折射率对圆柱形粒子偏振特性的影响
    4.3 本章小结
5 球形雾霾粒子群的偏振特性分析
    5.1 球形粒子群体系的分布特征
        5.1.1 球形粒子群体系的空间分布特征
        5.1.2 球形粒子群体系的粒径分布特征
    5.2 球形粒子群体系的偏振特性仿真分析
        5.2.1 粒子有效半径范围对粒子群的偏振特性的影响
        5.2.2 粒子复折射率对粒子群的偏振特性的影响
        5.2.3 混合粒子群的偏振特性
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3865372