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大气气溶胶是悬浮在气体中的固体和(或)液体微粒与气体载体组成的多相体系。激光在大气中传输时,气溶胶粒子的吸收和散射效应不仅会直接导致激光能量的衰减,而且由于其吸收激光能量所产生的非线性热晕效应还会造成传输光束的偏移、光斑的畸变和扩展等。气溶胶光吸收效应的研究对评估气溶胶在全球气候变化中的作用以及激光大气传输等光电工程应用都具有重要意义。 本文重点利用云和气溶胶光学特性软件包(Optical Properties of Aerosols andClouds,OPAC)对陆地、海洋、沙漠和极地等四种典型类型气溶胶的吸收特性和散射特性进行了计算分析,建立了气溶胶吸收光学厚度、散射光学厚度与波长和相对湿度的定标关系式。根据每种类型气溶胶成分的差异,分析了气溶胶吸收、散射特性随波长以及相对湿度的变化规律,所得结论可为气溶胶光学特性的研究以及激光工程应用提供一定的科学依据和基础。另外,着重分析了合肥地区吸收Angstrom指数的日变化、季节变化规律以及不同天气条件对吸收Angstrom指数的影响。主要结论如下: (1)典型类型气溶胶吸收光学厚度具有明显的波长依赖关系。气溶胶吸收光学厚度只是在一定波长范围内与波长呈幂指数衰减规律,对于不同气溶胶类型,其适宜的波长范围不同;不同类型气溶胶吸收光学厚度变化规律的差异,主要是由其所含成分及每种成分所占的比例不同造成的;吸收Angstrom指数与相对湿度近似存在函数关系;相对湿度的增大会降低吸湿性气溶胶的吸收性。 (2)合肥地区的吸收Angstrom指数具有明显的日变化趋势,通常在早上八点和下午五点左右具有极小值;吸收Angstrom指数具有明显的季节变化趋势,其数值在秋季最高,其次是冬季,最低是夏季;不同的天气条件对吸收Angstrom指数也有影响。 (3)典型类型气溶胶散射光学厚度同样具有明显的波长依赖关系。紫外到近红外波段,气溶胶散射光学厚度与波长呈幂指数衰减规律,不同类型对应的幂指数衰减规律适用的范围也不同;随着相对湿度的增大,吸湿性气溶胶成分的折射率实部减小,但气溶胶散射光学厚度增大且具有离散性;基于相对湿度与散射Angstrom指数近似存在函数关系,建立了典型类型气溶胶散射光学厚度随波长和相对湿度的定标关系,沙漠型气溶胶除外。