一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法技术

本发明专利技术提供一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法，包括步骤：根据大气颗粒物中水的体积，获得吸湿增长因子根据大气颗粒物吸湿后的复折射指数，获得大气颗粒物中水的体积分数步骤3、获取用于遥感光学的大气颗粒物吸湿增长因子本发明专利技术提供一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法能表征整个湿度范围内气溶胶潮解行为、大气颗粒物吸湿性差异且能直接应用于卫星遥感，可广泛应用于大气测量领域。大气测量领域。大气测量领域。

【技术实现步骤摘要】
一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法


[0001]本专利技术涉及一种大气颗粒物吸湿增长领域，特别涉及一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法。

技术介绍

[0002]大气颗粒物是地球大气系统的重要组成部分，包括尘埃、烟粒、细菌、病毒、植物孢子和花粉等，以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子，与大气中的气体载体共同组成的多相(气液固混合)体系学术上称为气溶胶。大气颗粒物可以在大气中长时间停留和远距离传输，是国家空气环境质量标准的重要监测指标之一。近二十年来，大气颗粒物已成为我国广大城市、乡村地区的首要大气污染物，在秋冬之际容易产生持续时间长、笼罩面积大、影响人口多的雾霾污染，威胁人类生活质量和身体健康。
[0003]大气颗粒物具有吸湿性；但是，大气颗粒物中的各成分的吸湿特性各不相同，故大气颗粒物吸湿增长很复杂。若根据大气颗粒物尺寸变化或者大气颗粒物消光变化来描述大气颗粒物吸湿增长情况，则对应称为几何吸湿增长因子或者光学吸湿增长因子。
[0004]地面原位在线仪器吸湿串联微分迁移率分析仪可以对实验室和外场环境颗粒物进行吸湿测量，但是，仪器成本和人员投入均较高。目前，吸湿增长因子的参数化模型应用较为广泛，但是大多数吸湿增长因子的参数化模型依赖实验室或外场的观测结果建立，且吸湿增长因子参数化模型为其中，f(RH)表示吸湿增长因子，环境相对湿度(RH，Relative Humidity)为变量，参数a表示拟合截距，参数b表示散射增强的幅度。
[0005]实际应用中，吸湿增长因子的参数化模型通常需要输入环境相对湿度数据作为驱动，才能模拟吸湿增长因子；并且，已有的参数化模型依赖经验参数，很难根据不同研究区域、季节、气溶胶类型等特征进行模型参数调整，这些都限制了吸湿增长因子的参数化模型直接在卫星遥感中应用。
[0006]由此可见，在现有技术中，尚未有一种能良好地、灵活地表征整个湿度范围内气溶胶潮解行为、大气颗粒物吸湿性差异、能直接应用于卫星遥感的大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种能表征整个湿度范围内气溶胶潮解行为、大气颗粒物吸湿性差异且能直接应用于卫星遥感的大气颗粒物吸湿增长的预测方法
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：
[0009]一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1、根据大气颗粒物中吸收的水的体积，获得吸湿增长因子GF如下：
[0011][0012]其中，V
wet
表示吸水后的大气颗粒物体积，V
dry
表示未吸水的大气颗粒物体积，f
w
表示大气颗粒物中吸收的水的体积分数。
[0013]步骤2、根据大气颗粒物吸湿后的复折射指数，获得大气颗粒物中水的体积分数f
w
：
[0014][0015]其中，m
wet
表示大气颗粒物吸水后的复折射指数实部，m
dry
表示未吸水的大气颗粒物复折射指数实部，m
water
表示水的复折射指数实部。
[0016]步骤3、获取用于遥感光学的大气颗粒物吸湿增长因子GF
[0017][0018]本专利技术中，所述水的复折射指数实部m
water
＝1.33，所述未吸水的大气颗粒物复折射指数实部m
dry
＝1.50～1.55。
[0019]综上所述，本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法，采用卫星观测数据或卫星产品数据对模型进行驱动，并且可以根据不同研究区域、季节、气溶胶类型等特征的指向性对模型进行简单的调整。本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法，通过引入颗粒物的微物理特性参数，表征潮解和干燥过程对大气颗粒物性状变化，使吸湿增长因子遥感物理方法能够表征大气颗粒物中复杂化学成分变化造成的颗粒物吸湿特性差异。由此可见，本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法不仅考虑了大气颗粒物的复杂化学组成，还考虑了不同环境湿度下颗粒物潮解过程对光学遥感的响应，实现卫星平台上的宏观、大尺度、周期性的进行大气颗粒物吸湿增长因子模拟，并广泛应用于环保监测和其他多领域应用。
附图说明
[0020]图1为本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法的流程示意图。
[0021]图2围本专利技术中所述吸湿增长因子GF、大气颗粒物吸水后的复折射指数实部m
wet
、未吸水的大气颗粒物复折射指数实部m
dry
之间变化效果示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步地详细描述。
[0023]图1为本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术所述一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法，包括如下步骤：
[0024]步骤1、根据大气颗粒物中水的体积，获得吸湿增长因子GF如下：
[0025][0026]其中，V
wet
表示吸水后的大气颗粒物体积，V
dry
表示未吸水的大气颗粒物体积，f
w
表示大气颗粒物中水的体积分数。
[0027]步骤2、根据大气颗粒物吸湿后的复折射指数，获得大气颗粒物中水的体积分数f
w
：
[0028][0029]其中，m
wet
表示大气颗粒物吸水后的复折射指数实部，m
dry
表示未吸水的大气颗粒物复折射指数实部，m
water
表示水的复折射指数实部。
[0030]步骤3、获取用于遥感光学的大气颗粒物吸湿增长因子GF：
[0031][0032]本专利技术中，所述水的复折射指数实部m
water
＝1.33，所述未吸水的大气颗粒物复折射指数实部m
dry
＝1.50～1.55，因此，可以模拟大气颗粒物光学吸湿增长因子GF随复折射指数实部变化的查找表。图2围本专利技术中所述吸湿增长因子GF、大气颗粒物吸水后的复折射指数实部m
wet
、未吸水的大气颗粒物复折射指数实部m
dry
之间变化效果示意图。如图2所示，大气颗粒物的复折射指数实部，随着吸水量增加而逐渐减小。
[0033]总之，本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法采用卫星观测数据或卫星产品数据对模型进行驱动，并且可以根据不同研究区域、季节、气溶胶类型等特征的指向性，对模型进行单个参数调整。本专利技术所述大气颗粒物光学吸湿增长因子的遥感物理预测方法通过引入颗粒物的微物理特性参数，表征潮解和干燥过程对大气颗粒物性状变化，使吸湿增长因子遥感物理方法能够表征大气颗粒物中复杂化学成分变化造成的颗粒物吸湿特性差异。由此可见，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大气颗粒物吸湿增长的遥感物理预测方法，其特征在于，所述遥感物理预测方法包括如下步骤：步骤1、根据大气颗粒物中水的体积，获得吸湿增长因子GF如下：其中，V
wet
表示吸水后的大气颗粒物体积，V
dry
表示未吸水的大气颗粒物体积，f
w
表示大气颗粒物中水的体积分数；步骤2、根据大气颗粒物吸湿后的复折射指数，获得大气颗粒物中吸收的水的体积分数f
w
：其中，m
wet

【专利技术属性】
技术研发人员：李正强，魏瑗瑗，张莹，侯伟真，樊程，吴海玲，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：