球形雾霾粒子的紫外光散射偏振特性研究

摘要：

在我国经济社会快速发展的同时,雾霾天气成为了突出的环境问题,雾霾粒子的测量非常重要.偏振紫外光与大气雾霾粒子发生散射后,散射光偏振状态(Stokes矢量以及偏振度)的改变能反映雾霾粒子的相关物理特性(粒径、复杂折射率等).基于Mie散射理论建立了紫外光雾霾球形粒子直视和非直视单次散射模型,研究了单个球形粒子和链状结构球形粒子物理特性的改变对散射光偏振状态的影响,并用蒙特卡洛仿真分析已知粒径分布的雾霾粒子浓度对散射光偏振状态的影响.结果表明:针对单个球形粒子,随着粒子粒径的增大Stokes矢量中散射光光强(Is)随之增强,粒子复折射率虚部为先增大后较小,偏振度也是在不断增大,且复折射率虚部较小时,偏振度增加趋势快;对于粒径分布不变的雾霾粒子,随着粒子的浓度增加,雾霾粒子的散射系数、消光系数和吸收系数均呈线性增加,但是Is先增大后减小.针对链状球形粒子,随着粒子个数的增加,Is均呈现增大的趋势,且偏振度可用于区分链状球形粒子是否由相同球形粒子组成;相同球形粒子组成链状结构中,Is随着粒子数量的增加而线性增大,偏振度不改变;不同球形粒子组成的链状结构,Is以及偏振度的变化趋势可以区分粒子物理特性.

关键词：Mie散射、偏振、紫外光、雾霾粒子

所属期刊栏目：37

分类号：TN926

资助基金：国家自然科学基金项目U1433110;西安市碑林区科技计划项目GX1617;陕西省教育厅产业化培育项目基金项目2013JC09

在线出版日期：2017-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：665-671