随机取向六角形冰晶粒子的散射特性研究

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1、第31卷第5期应用光学Vo1．31No．52010年9月JournalofAppliedOpticsSep．2010文章编号：1002—2082(2010)05—0828—05随机取向六角形冰晶粒子的散射特性研究类成新(山东理工大学理学院，山东淄博255049)摘要：利用离散偶极子近似方法研究卷云中随机取向六角形冰晶粒子的取向比对散射特性的影响，数值计算了在小尺度范围内随机取向六角形冰晶粒子的散射特征量，包括散射相函数、消光效率因子、不对称因子、单次散射反照率和线偏振度。研究表明：取向比对随机取向六角形冰晶粒子散射特征量的影响比较明显，并且此影响随着粒子尺度参数的变化而变化，

2、与入射波长无关；相同尺度参量和不同取向比粒子的散射相函数的角分布曲线均有一个交点，并且随着粒子尺度参量的增加，交点所对应的散射角度值逐渐向小角度方向移动。此研究结果为气溶胶粒形检测和识别提供了理论依据。关键词：散射特性；离散偶极子近似方法；取向比；六角形冰晶粒子中图分类号：TN249文献标志码：AScatteringpropertyofrandomlyorientedhexagonalicecrystalsLEIChengXln(SchoolofScience，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，China)Abstract：T

3、heinfluenceoftheaspectratioOnthescatteringpropertiesofsmallsizehexagonalicecrystalsincirruscloudisstudiedbyusingthediscretedipoleapproximation(DDA)method．Thescatteringpropertiessuchasphasefunction，extinctionefficiency，asymmetricalparameter，single—scatteringalbedoanddegreeoflinearpolarizatio

4、narecomputed．Theresultsshowthattheinfluenceoftheaspectratioonthescatteringpropertiesofrandomlyorientedhexagonalicecrystalsissignificant，anditvarieswiththesizeoftheparticles，butitisindependentoftheincidentwavelength．Inaddition，thereisanintersectionpointintheprofilesofphasefunctionofhexagonal

5、icecrystalswiththesamesizesbutdifferentaspectratios，andthispointwillextendforwardwiththeincreaseofparticlesize．Theresultprovidesatheoreticalbasisfortheobjectacquisitionandidentification．Keywords：scatteringproperty；discretedipoleapproximation(DDA)method；aspectratio；hexagonalicecrystals引言子反射太

6、阳光，衰减来自地表和大气的背景辐射，卷云由分布在大气高层的各种形状的冰晶粒同时向大气外反射热辐射卷云的辐射特性对大气子组成，一般位于大气对流层中上部到平流层底探测、气候模式、辐射传输以及遥感等方面都具有部，大约覆盖地球表面的20Ⅲ。卷云中的冰晶粒十分重要的意义。近几年，卷云的辐射特性在国际收稿日期：2009～12—13；修回日期：2010一O1～29作者简介：类成新(1976一)，男，山东新泰人，讲师，硕士，主要从事目标激光散射特性研究工作。E—mail：xdp0stgraduate@163．corn应用光学2010，31(5)类成新：随机取向六角形冰晶粒子的散射特性研究·8

7、29·上受到广泛关注r2]，其中卷云中非球形冰晶粒子散射场。若将散射体离散为Ⅳ个点，每个点的极化的吸收、散射特性的研究是进行卷云中辐射传输计率为0。，坐标为，所处的电场为E，，则该点的偶极算的前提。矩P为卷云中冰晶粒子的散射特性与其形状、大小、P』一口E一(E。一∑Pf)(1)取向比以及入射波长等因素有关。在目前的气候模式中：是入射场E，与其他N一1个偶极子的式中，对卷云的散射特性及其参数化的研究多采用散射场的总和；系数A为一个3×3矩阵，即等效球Mie理论]，也就是把非球形粒子的散射Ajlexp(ik