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气溶胶空间非均匀性对近红外辐射传输的影响分析 被引量：10
1
作者 陈鸣 胡帅 +4 位作者 高太长 李浩 程天际 刘磊 喻学峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期16-26,共11页
为了解气溶胶空间非均匀性对近红外辐射传输过程的影响,构造了典型非均匀气溶胶场,采用辐射传输模式球谐离散坐标法(SHDOM)模拟了对应情形下的漫射光强、偏振特性以及辐射通量密度,定量分析了将非均匀气溶胶场等效为均匀场造成的模拟误... 为了解气溶胶空间非均匀性对近红外辐射传输过程的影响,构造了典型非均匀气溶胶场,采用辐射传输模式球谐离散坐标法(SHDOM)模拟了对应情形下的漫射光强、偏振特性以及辐射通量密度,定量分析了将非均匀气溶胶场等效为均匀场造成的模拟误差。研究结果表明,气溶胶非均匀场对辐射传输过程影响显著,且它对漫射光偏振辐亮度的影响大于它对辐亮度的影响,其中气溶胶空间非均匀性造成的辐亮度及偏振辐亮度模拟误差分别可达9.8%和80%。气溶胶水平非均匀性主要影响漫射光辐亮度及偏振辐亮度模拟误差的空间分布特征,垂直不均匀性基本不改变漫射光模拟误差的空间分布特征,但它对辐射传输过程的影响明显大于水平不均匀性。随着气溶胶浓度的增加,气溶胶非均匀性造成的模拟误差整体降低。从量级上,气溶胶空间非均匀性对辐射通量密度的影响明显弱于漫射光辐亮度和偏振辐亮度,多数情形下,其模拟误差小于5%,且该误差随高度的变化呈特定分布特征。可为平面平行大气辐射传输模式适用范围的确定,气溶胶空间非均匀性导致的遥感误差的评估提供一定参考。 展开更多
关键词 大气光学 非均匀气溶胶场 球谐离散坐标法 均匀等效误差 辐射传输模拟
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大气折射对可见近红外波段辐射传输的影响分析 被引量：9
2
作者 胡帅 高太长 +6 位作者 李浩 程天际 刘磊 张婷 黄威 江诗阳 代中华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期37-53,共17页
为定量分析大气折射对辐射传输的影响,建立了矢量辐射传输模型(VSPART),讨论了大气折射对漫射光Stokes矢量及辐射通量密度的影响。在模型中,采用射线追踪法实现了大气折射过程的参数化,基于矩阵算法实现了辐射传输方程的求解;将VSPART... 为定量分析大气折射对辐射传输的影响,建立了矢量辐射传输模型(VSPART),讨论了大气折射对漫射光Stokes矢量及辐射通量密度的影响。在模型中,采用射线追踪法实现了大气折射过程的参数化,基于矩阵算法实现了辐射传输方程的求解;将VSPART模拟结果与文献值及SPDISORT、DISORT、RT3/PolRadtran和MYSTIC的模拟结果进行了对比,验证了模型间的一致性;在纯瑞利散射大气及含气溶胶大气条件下,分析了大气折射对地面下行辐射和天顶上行辐射漫射光Stokes矢量的影响,讨论了大气折射效应随太阳天顶角的变化。结果表明,太阳天顶角为86°时,在瑞利散射条件下,由大气折射造成的漫射光(波长0.35μm)I、Q和U分量的相对偏差可达9.2%、10.2%和11.3%,辐射通量密度的相对偏差可达5.3%。对于地面下行辐射,大气折射的影响总体随天顶角增大而增强,天顶上行辐射则反之。大气折射对地面下行漫射辐射的影响强于天顶上行辐射。随着气溶胶光学厚度的增加,大气折射效应显著增强;煤烟气溶胶条件下,大气折射的影响强于矿质型及海盐型气溶胶情形。当太阳天顶角大于70°时,大气折射的影响迅速增强,此时有必要在辐射传输模拟过程中考虑大气折射效应。 展开更多
关键词 大气光学 折射效应 Stokes矢量 射线追踪法 矢量辐射传输
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大气折射对可见光波段辐射传输特性的影响 被引量：6
3
作者 胡帅 高太长 +3 位作者 李浩 刘磊 程天际 张婷 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第18期259-276,共18页
折射是影响辐射传输的重要因素.为分析大气折射对辐射传输的影响,基于Monte Carlo方法,给出了考虑大气折射的矢量辐射传输模型,实现了均匀气层和耦合面处光子随机运动过程的模拟,实现了直射光及漫射光Stokes矢量、偏振度和辐射通量等参... 折射是影响辐射传输的重要因素.为分析大气折射对辐射传输的影响,基于Monte Carlo方法,给出了考虑大气折射的矢量辐射传输模型,实现了均匀气层和耦合面处光子随机运动过程的模拟,实现了直射光及漫射光Stokes矢量、偏振度和辐射通量等参数的计算.在考虑和不考虑大气折射两种条件下,验证了模型的准确性;在纯瑞利散射条件下,讨论了大气折射对不同方向漫射光Stokes矢量的影响;在不同太阳天顶角、大气廓线、气溶胶及含云大气条件下,分析了大气折射对辐射传输过程的影响.结果表明:大气折射对漫射光Stokes矢量的影响主要体现在天顶角70°—110°区间,且随着太阳入射角增大,其影响更为显著;不同大气廓线情形下,大气折射对Stokes矢量的影响不一致,其原因是不同大气廓线对应的折射率廓线存在差异.含云及含气溶胶大气条件下,大气折射对辐射传输的影响变弱,沙尘型及海盐型气溶胶条件下,折射对辐射传输的影响强于可溶型气溶胶情形;不同形状气溶胶条件下,大气折射对辐射传输的影响也存在显著差异;不同云高条件下,大气折射对漫射光Stokes矢量的影响无显著差异,但随着云光学厚度增大,大气折射的影响减弱. 展开更多
关键词 大气折射 矢量辐射传输 MONTE Carlo Stokes矢量
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基于蒙特卡罗法研究海水中矿物质的光传输特性 被引量：5
4
作者 程天际 胡帅 +1 位作者 高太长 赵世军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期125-133,共9页
为了研究多次散射效应下偏振光在含矿物质粒子海水中的传输特性,建立了一种基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模型.验证了模型准确性,并利用该模型研究了矿物质粒子复折射率、粒子群平均半径和入射光偏振状态对传输特性的影响.模拟仿真结果... 为了研究多次散射效应下偏振光在含矿物质粒子海水中的传输特性,建立了一种基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模型.验证了模型准确性,并利用该模型研究了矿物质粒子复折射率、粒子群平均半径和入射光偏振状态对传输特性的影响.模拟仿真结果表明,不同类型矿物质粒子中,较小复折射率实部的粒子,传输特性对复折射率实部变化的敏感性较大;较大复折射率实部的粒子,传输特性对复折射率实部变化敏感性较小.粒子复折射率的虚部是影响光波传输特性的另一重要因素,粒子的吸收性越大,其传输效果越差.随着海水矿物质粒子群平均半径变大,光波透射率降低,反射率增大.圆偏振光与自然光在含矿物质粒子海水中的传输特性相对接近,在海水中,透射率最高的是垂直偏振光,最差的是圆偏振光;反射率最大的是自然光,最小的是水平偏振光.其中水平偏振光传输特性受入射光入射角影响较大. 展开更多
关键词 海洋光学 矢量辐射传输 蒙特卡罗 矿物质颗粒 多次散射效应 透射率 反射率
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低太阳高度角条件下的天空偏振模式模拟及大气折射影响研究 被引量：5
5
作者 胡帅 高太长 +4 位作者 李浩 程天际 刘磊 黄威 江诗阳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期93-106,共14页
为模拟低太阳高度角条件下的天空偏振模式,自主开发了考虑大气球形几何及大气折射效应的辐射传输模式VSPART,并将其运用于漫射光偏振特性仿真.在模式中,基于射线追踪法实现了光线传播轨迹的追踪和入射光偏振态及透过率的计算,基于矩阵... 为模拟低太阳高度角条件下的天空偏振模式,自主开发了考虑大气球形几何及大气折射效应的辐射传输模式VSPART,并将其运用于漫射光偏振特性仿真.在模式中,基于射线追踪法实现了光线传播轨迹的追踪和入射光偏振态及透过率的计算,基于矩阵算法实现了辐射传输方程的求解.将VSPART模拟结果与基准值、SPDISORT模拟值进行了比较,验证了模型的准确性.在瑞利散射大气和含气溶胶大气条件下,模拟并分析了漫射光偏振度及偏振方向的分布特征,讨论了大气球形几何及折射效应对天空偏振度的影响.结果表明,低太阳高度角条件下,随着波长增加,瑞利散射大气对应的偏振度整体随之增强,中性点向大天顶角方向移动;气溶胶的存在并不改变天空偏振度分布特征,但对偏振方向影响显著,随着光学厚度的增加,天空偏振度值迅速降低;中性点的偏移可能与低阶散射过程紧密相关;大气球形几何和折射效应的主要影响区域为地平线区域、两中性点附近及天顶区域;瑞利散射大气条件下,随着波长增加,大气球形几何及折射效应的影响逐步减弱,特别在中性点附近及天顶区域,其影响逐步消失;随着气溶胶光学厚度的增加,其影响随之增强. 展开更多
关键词 天空偏振分布模式 大气折射效应 大气球形几何 矢量辐射传输
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非球形气溶胶对近红外偏振辐射传输的影响及等效球形误差分析 被引量：5
6
作者 胡帅 高太长 +4 位作者 李浩 程天际 陈鸣 刘磊 张婷 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期235-245,共11页
为定量评估非球形气溶胶对偏振辐射传输的影响,基于T矩阵模型及自主开发的矢量辐射传输模式MACAR_VSPART,讨论了漫射光辐亮度及偏振辐亮度对粒子形状的敏感性,分析了气溶胶球形假设造成的漫射光模拟偏差.结果表明,不同方向漫射光的辐亮... 为定量评估非球形气溶胶对偏振辐射传输的影响,基于T矩阵模型及自主开发的矢量辐射传输模式MACAR_VSPART,讨论了漫射光辐亮度及偏振辐亮度对粒子形状的敏感性,分析了气溶胶球形假设造成的漫射光模拟偏差.结果表明,不同方向漫射光的辐亮度及偏振辐亮度对形状的敏感性不一致,且其形状敏感强度的空间分布呈现特定的特征,该特征可为气溶胶遥感过程中有效观测数据的选取提供依据.等效球形假设可造成较大的漫射光模拟偏差,其中偏振辐亮度尤为显著;天顶上行漫射光对粒子形状的敏感性远强于地面下行漫射光. 展开更多
关键词 非球形气溶胶 偏振辐射传输 形状敏感系数 等效Mie散射误差
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基于射线理论的海洋中尺度涡与水声传播耦合建模研究 被引量：1
7
作者 程天际 艾锐峰 +2 位作者 张建伟 高太长 欧阳军 《装备学院学报》 2015年第6期114-119,共6页
针对涡旋场景下水声传播特性预报问题,基于射线方法,研究了中尺度海洋涡旋与水声传播的耦合建模方法。该方法首先根据涡旋的基本特性,建立涡旋区域的温度场分布模型和水介质运动速度模型;由Mackenzie公式,计算声速分布;然后运用动态射... 针对涡旋场景下水声传播特性预报问题,基于射线方法,研究了中尺度海洋涡旋与水声传播的耦合建模方法。该方法首先根据涡旋的基本特性,建立涡旋区域的温度场分布模型和水介质运动速度模型;由Mackenzie公式,计算声速分布;然后运用动态射线寻迹方法,建立水声传播模型,从而实现海洋学模型与水声传播模型的耦合。仿真分析表明:可以用它进行涡旋影响下水声传播规律的预报,并进而指导舰(潜)艇的战术动作。 展开更多
关键词 水声传播 中尺度涡 耦合建模 射线寻迹
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利用PXE技术实现气象预报网络无盘化改造
8
作者 程天际 舒海龙 +1 位作者 何思远 赵甲林 《气象水文海洋仪器》 2016年第1期90-93,共4页
结合气象预报网络的运行管理的需求,利用PXE(Preboot Execution Environment)技术研究无盘网络系统的建设,设计了系统框架结构,介绍了无盘网络系统的软硬件配置,并就系统实现的关键技术、系统特点和隐患进行了分析和讨论。
关键词 无盘网络 气象预报网络 服务器 无盘工作站
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海水透明度观测现状及装备保障需求分析
9
作者 程天际 艾锐峰 《兵器试验》 2015年第6期61-64,67,共5页
研究海水的透明度和消光系数廓线及其变化规律，在现代海洋装备保障上有着重要意义，是现在的研究热点之一。海水透明度测量有直接测量和卫星遥感两种方式，其中直接测量又可分为人工观测方式与自动测量仪测量两种方式。回顾了海水透明... 研究海水的透明度和消光系数廓线及其变化规律，在现代海洋装备保障上有着重要意义，是现在的研究热点之一。海水透明度测量有直接测量和卫星遥感两种方式，其中直接测量又可分为人工观测方式与自动测量仪测量两种方式。回顾了海水透明度的直接测量从最初的人工观测向着目前自动测量仪器的发展过程，并介绍了卫星遥感的测量方式，对各测量方式进行了优缺点分析。最后对其进行了总结与展望。 展开更多
关键词 海水透明度 装备保障 直接测量 卫星遥感
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