水和气溶胶云中太阳光路径长度的瞬时测量：基于O2光谱学的可利用参数敏感性
摘要：云和气溶胶仍然是全球气候模型中的一个挑战，这是最新的IPCC评估的结论。因此，美国国家航空航天局2017年的十年规划调查已将其与对流和降水一起，作为未来在ACCP框架下的任务的优先目标，现在已改称大气观测系统。大气科学现在正在推动遥感技术的更新，以更准确且具有改进采样的方式探测云和气溶胶。在这里，我们提出了新的结果，支持使用可见光/近红外光谱中的氧吸收特征进行差分光学吸收光谱（DOAS）。具有已知浓度和截面的情况下，O2 DOAS中未知的是光线穿过吸收气体的路径。在云或气溶胶粒子存在散射的情况下，每次相互作用都会打断这条路径。通过气体的累积路径长度是一个随机变量，其概率分布函数（PDF）将包含关于云或气溶胶的有用信息。在这里，我们计算了该PDF的统计矩，显示平均值和方差传达不同信息，即介质的大小和不透明度。我们还扩展了几何厚度和平均路径长度之间的关系，以考虑散射粒子的吸收。我们将路径长度矩视为可以从O2光谱学中获得的中间产品，并描述了一种实现该目的的算法。反过来，这些矩可以获得感兴趣的云或气溶胶剖面参数：层的几何厚度和光学厚度。一般来说，人们通常使用主动传感器、雷达和激光雷达等进行这种大气剖面研究。在这里，剖面被参数化，并代表由多次散射确定的水平平均。然而，与主动仪器相比，被动仪器具有一些优势，首先是可以在大范围内进行成像的可能性。
作者：Anthony B. Davis, Quentin Libois, Nicolas Ferlay and Alexander Marshak
论文ID：2110.07231
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2021-10-15