不同天气下的大气偏振模式及其影响因素研究

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1、硕士学位论文不同天气下的大气偏振模式及其影响因素研究ResearchonAtmosphericPolarizationPatternandItsInfluencingFactorsofDifferentWeatherConditions学号：——呈!QQ41墨Z大连理工大学DalianUniversityofTechnology本论文得到以下项目的资助：1国家重点基础研究发展计划(973项目)“仿生光导航微纳器件的设计与制造”(项目编号：2011CB302105)2国家重点基础研究发展计划(973项目)“微纳结构的功能特性与数学模型”(项目编号：2

2、011CB302101)特此表示感谢!大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：丕回丞氢王鲍盍氢堡拯搓塞区基显喧固盍珏究作者签名：皇区日期：兰!!年—￡月—生日大连理工大学硕士学位论文摘要在进入地球大气之前，太阳光是非

3、偏振的自然光。进入大气层之后，太阳光经过大气分子、云、气溶胶粒子的散射以及地表介质的反射，变成了部分偏振光。这些来自四面八方的偏振光形成了大气偏振模式。大气偏振模式研究在大气遥感、偏振导航等诸多领域具有重要意义，目前已经成为国内外研究的热点。本文研究了不同天气下大气偏振建模方法，分析了大气偏振模式的影响因素，为大气偏振模式的实际应用奠定了理论和实验基础。首先，本文从大气散射基本理论出发，分析了大气偏振模式的形成原因及其影响因素，重点研究了大气辐射矢量传输过程，选用基于倍加一累加法的矢量辐射传输模式(RT3)求解矢量辐射传输方程，同时结合实际大气模式

4、和气溶胶模式，提出了基于RT3的大气偏振建模方法。其次，本文结合大气偏振模式数据处理软件，采用基于RT3的大气偏振建模方法，分别在Rayleigh散射大气和不同天气情况下进行了大气偏振模式的仿真与模拟。前者验证了本文大气偏振建模方法的正确性，后者研究分析了晴朗、多云以及阴霾天气情况的大气偏振分布规律。最后，本文采用自主搭建的大气偏振辐射测试系统，在不同天气情况下进行了若干次测试实验，通过数据处理获得了光波波长、气溶胶光学厚度对大气偏振模式的影响规律，从而验证了仿真模拟结果。研究结果表明：偏振度随气溶胶光学厚度的增大而减小，且随波长的增大，下降趋势越

5、来越明显；相同条件下，地表反照率仅影响大气偏振度的数值大小，并不影响其分布规律，偏振度数值随地表反照率的增大而减小；晴朗天气情况下，波长越长，偏振度越大，此时应选用长波段进行大气偏振模式的测试与研究；多云、阴霾等恶劣天气下，波长越短，偏振度越大且越稳定，此时应选用短波段进行大气偏振模式的测试与研究。关键词：大气光学；大气偏振模式；大气散射；矢量辐射传输；气溶胶不同天气下的大气偏振模式及其影响因素研究ResearchonAtmosphericPolarizationPatternandItsInfluencingFactorsofDifferentW

6、eatherConditionsAbstractSunlightisnon—polarizednaturallightbeforeitenterstheEarth’Satmosphere．Afterenteringtheatmosphere，itbecomespartiallypolarizedlightcausedbyscaaeringofatmosphericmolecules、cloud、aerosolandsurfacereflection，whichconstitutestheskylightpolarizationmode．Thedis

7、tributionofskylightpolarizationpattemisofgreatimportanceinremotesensing，polarizationnavigation，andmanyotherareas．Inthispaper，themethodofmodelingtheatmosphericpolarizationpaUemanditsinfluencingfactorsarepresented．Thecontentoft11ispaperisconducivefortheapplicationofpolarizedligh

8、tinactualatmosphere．First，weanalysisthereasonsfortheformation