太阳光度计

摘要： 基于2003—2019年MODIS AquaAerosolL2反演的新疆大气气溶胶光学厚度(Aerosol opt⁃ical depth,AOD)产品,选取中国气象局大气气溶胶光学特性观测网(Chinese aerosolopticalproperty network,CAOPNET)乌鲁木齐地面观测站点CE-318太阳光度计观测数据与MODIS AOD数据进行对比验证,通过Spearman秩相关检验,研究近17 a新疆AOD的年均值变化,并提取14个AOD高值区,以分析其逐年线性变化趋势,最后得到近17 a新疆AOD的时空变化特征。结果表明:(1)MO⁃DIS AOD与CAOPNET AOD两者具有良好的相关性,相关系数(r)为0.6381,符合期望误差(Expect⁃ed error,EE)的数据占65%,MODIS AOD产品与CAOPNET AOD数据对比表明,MODIS AOD产品在新疆反演精度较高。(2)2003—2019年新疆AOD分布地域差异明显,南疆地区均值明显高于北疆地区。第一高值区位于南疆塔里木盆地,其边缘地带年均值超过0.6,第二高值区位于天山北坡经济带,年均值超过0.3。2003—2019年,新疆除石河子和乌昌地区AOD呈现显著上升以外,大部分地区AOD年变化趋势不明显。(3)2003—2019年新疆四季AOD差异非常显著,总体表现为春季>夏季>冬季>秋季。南疆地区四季AOD均值变化比北疆地区大。(4)新疆AOD月均值范围为0.11~0.51,整体呈1—4月逐月增加,5—12月逐月下降的“单峰型”变化特征,4月AOD月均值达到峰值,12月AOD月均值最小。本研究结果可为新疆大气环境治理和未来污染防治提供一定的科学依据。

摘要： 太阳光度计定标值在气溶胶光学厚度的计算中至关重要,广泛采用的L ang ley定标法对大气环境要求苛刻,用以计算定标值的数据筛选困难,基于此提出一个基于数理统计的筛选流程,形成一套自动、普适的太阳光度计定标流程.首先对原始数据进行质量检验,粗筛选去掉明显不能用于定标的数据,通过三重稳定性检验去除观测中的不确定值;将日观测数据分为上、下午分别进行Langley定标,在拟合过程中去除离群值,筛选拟合相关性高、观测时间范围大的数据;最后对定标结果进行三倍标准差筛选,最终得到定标结果.

摘要： 为了解粤港澳地区气溶胶光学厚度分布和时序变化规律,深入认识大气气溶胶的光学特性及其气候效应,利用2010-2019年的MODISC61AOD3km逐日产品,分析了粤港澳地区的AOD空间分布及年、季、月变化特征。(1)MODISAOD与AERONETCE318AOD最优拟合系数为0.96,与SolarSIM-D2AOD拟合系数为0.62,与PM_(2.5)、PM_(10)的最优拟合系数为0.58、0.56。(2)空间上表现为珠三角AOD值高,粤西次之,粤北及粤东北较低。(3)年变化特征整体上呈明显的下降趋势,2010-2014年AOD波动上升,至2014年达到峰值,2015年后AOD显著减小,于2016年达到最低值。(4)季节上表现为春季>夏季>秋季>冬季。(5)月变化特征表现为3月最大(AOD值:0.73),4月次之,5-8月AOD维持在高值且波动平稳,9-12月显著下降。研究显示,粤港澳地区颗粒物污染防治应以佛山、广州等珠江三角洲城市及粤西为主,重点控制春夏季高污染企业生产强度及颗粒物排放。

摘要： 降水过程对气溶胶粒子的影响非常复杂.为了研究降水对城市大气中气溶胶粒子的差异性影响,该文选择2016年6～7月武汉市一次持续性强降水过程进行分析.结合OPAC模型及GADS数据集,利用最小二乘线性回归算法,基于CE-318太阳光度计及黑碳仪观测数据对大气中三种城市气溶胶粒子(不溶性气溶胶粒子INSO、水溶性气溶胶粒子WASO、黑碳气溶胶SOOT)的粒子数密度进行反演,并使用光学特性误差及黑碳仪观测结果对反演结果进行验证,显示了较高的反演精度.通过对比降水前后不同气溶胶粒子数量的变化,发现降水对INSO、WASO、SOOT三种气溶胶的影响效果及时长存在明显差异.降水对WASO、INSO、SOOT均有明显的抑制作用,但影响时长存在明显差异.降水对SOOT的消减作用仅能持续数小时.WASO在降水后逐渐回升,其抑制作用仅能持续一周即回复到降水前,降水对INSO消减作用的持续时间最长,可达数周之久.

摘要： 利用2015年9-11月兰州市CE318太阳光度计地基观测数据,反演了这期间气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)、Angstrom波长指数(α)、大气浑浊度系数(β)等气溶胶光学特性参数,研究了兰州市秋季气溶胶光学特性的时间变化特征,并根据Angstrom阈值范围和图解分析法对兰州市气溶胶主要类型及其分布特征进行分析。结果表明:兰州市秋季AOD500 nm均值为0.47±0.22。10月α440~870 nm最小,为0.95±0.26;9月α440~870 nm最大,为1.21±0.14。9月大气浑浊度系数最低,为0.15±0.05;11月最高,为0.28±0.12。AOD秋季日变化较小,AOD500 nm变化范围在0.27~0.52之间。2015年9-10月AOD500 nm集中在0.2~0.6之间,11月AOD500 nm集中在0.4~0.8之间,说明兰州市2015年秋季AOD500 nm分布较为集中,大气气溶胶含量逐月增加。9月波长指数集中在1.0~1.4之间,峰值中心在1.2~1.4区间;10月波长指数主要集中在0.6~0.8和1.0~1.2两个区间;11月波长指数集中在1.0~1.4区间。总体来看,兰州市秋季气溶胶以细粒子为主。AOD500 nm与β显著相关,大气光学厚度与大气浑浊度系数均能表征大气污染程度。兰州市秋季气溶胶主要类型为细颗粒模态下的人为源和混合型气溶胶,分布特征表现为高AOD时受细颗粒气溶胶的吸湿增长影响,其中细颗粒吸湿增长是兰州市秋季气溶胶光学厚度偏高的主要原因。

摘要： 研制一种高精度全自动可实时测量、远程控制覆盖可见-近红外多波长太阳光度计PSR-2,可实现太阳直射辐照度、天空辐亮度(主平面、等天顶角)、气溶胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量的实时测量和显示,具有各通道独立同时测量、精确的温度控制、精确的太阳跟踪等检测功能.PSR-2在本单位自研PSR-1的基础上进行改进,经受住长时间沙漠风沙和雨水侵蚀的测试,具有能够长时间有效稳定观测、更加小型化、数据处理更便捷和更高的性价比等特点.在敦煌给仪器进行了Langley法标定和仪器温控性能测试,结果显示PSR-2 Langley定标拟合直线相关性高于99％,恒温仓温度稳定在在(25±0.3)°C,与国外行业标准CE318的合肥、敦煌两地实际测量结果对比,PSR-2气溶胶光学厚度和大气柱水汽含量偏差分别在0.02和0.1以内,并进行了误差分析.

摘要： 为保证卫星在轨自动化定标中气溶胶光学特性观测的精度,针对基于相对稳定大气条件的Langley定标和基于高精度参考仪器的交叉定标,开展了辐射校正场太阳光度计的现场定标技术研究.定标结果表明高精度太阳光度计Langley定标和交叉定标与CE318太阳光度计反演的气溶胶光学厚度最大偏差分别在0.015和0.01以内.计算分析了大气条件、仪器参数等对现场定标的影响,将定标后的仪器和CE318太阳光度计放在青海湖同步比对观测,气溶胶光学厚度最大偏差在0.01以内.敦煌辐射校正场太阳光度计现场定标误差对卫星在轨定标的影响不超过0.21%,表明定标结果能够满足卫星在轨自动化定标的精度要求.

摘要： 利用2011~2014年北京太阳光度计数据对北京地区的气溶胶光学特性进行了研究。北京地区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)全年较高,四年440 nm波长的AOD年均值分别是0.67±0.70,0.69±0.71,0.73±0.66,0.75±0.66。AOD月均值表现出一定的季节变化,最大值和最小值一般出现在春季和秋季。通过气溶胶类型分类可知,除了春季受沙尘大颗粒气溶胶影响外,北京地区高气溶胶主要由城市细粒子气溶胶引起,且四季小粒子增长现象明显,其中夏秋季主要为吸湿性增长,其他季节主要为静稳天气下的增长。对比沙尘和霾天气下气溶胶性质,结果表明:霾天气下AOD一般高于沙尘天气,Hysplit风场后向轨迹模型结果表明,沙尘天气下气团为穿过蒙古草原和沙漠的西北风场。在灰霾天气下风场风速较小且主要以东南和西南风场为主,高气溶胶状态为本地积累和外来输送共同作用产生。

摘要： 太阳光度计是目前探测大气气溶胶光学厚度的一个常用且有效的监测仪器,利用它不仅能够研究气溶胶的光学特性、进行卫星遥感反演的气溶胶产品校验,而且可以获取实时、长期的观测数据.云是影响太阳光度计观测结果的主要干扰因素.rn 本研究旨在基于MODIS云况检测信息评价云对太阳光度计反演结果的影响.云信息与气溶胶光学厚度统计量之间的相关性受波长影响，并且与云信息提取方法有关。1020nm波段线性光谱分离方法提取的云信息，是指示太阳光度计反演结果云污染程度的有效指标，该指标一定程度上可以用来修正太阳光度计反演结果。修正模型为，△AODRm,(1020)=AODm,-(1020)-0.0898=0.007 Cloud(%)。

摘要： 基于溯源于美国NIST机构标准的Labsphere公司生产的积分球光源系统,利用积分球辐亮度标定方法,对四台新型Ce-318太阳光度计(T914,T984,T985和T986)的天空散射通道进行了室内标定,建立了一套应用于中国气溶胶遥感监测网(CARSNET)内Ce-318太阳光度计的室内标定方法和流程,并且对这四台经此方法标定的新型太阳光度计进行了室外观测验证。标定结果显示,2012年6月利用西安光学精密机械研究所ASD分光光度计传递对积分球辐射源进行过标定,积分球辐亮度除了在1个灯的光度级别下440nm处十次测量的相对误差达到0.12％,在其余波段和其余光强下相对标准偏差在0.40％以内,说明此积分球光源输出稳定,用其作为标准光源可靠,结果可信度较高。计算得到的一起标定系数在可见光波段与Cimel公司提供的出厂数据相比,偏差均在合理范围内,红外波段偏差稍大,其中T914的1020nm波段、T984的870nm波段、T985的1020nm波段和T986的870nm以及670nm波段的标定结果与出厂值的相对偏差在3.12％～5.24％之间,其余波段的标定结果与出厂值相对偏差不超过3％。利用完成标定的仪器(T985和T986)在室外进行观测验证,获得的数据显示,在太阳等高度角天空扫描(ALMUC)和太阳主平面扫描(PPLAN)两种扫描模式下,各扫描模式在±6°处,由AUR通道和SKY通道各自测量的太阳辐照度在所有观测波段(1020nm,1640nm,870nm,675nm,440nm和500nm)处,其辐照度数值是基本一致的,相差在1％以内,表明本文介绍的标定方法适用于CARSNET仪器的大规模标定,并对站网观测的精确度和数据质量的提高有帮助。

摘要： DTF型系列太阳光度计在合肥地区测量大气气溶胶光学厚度(AOT)和可降水量(PWV)，并与其它测量仪器进行对比验证，各仪器之间测量结果日变化趋势具有很好的一致性。对比分析结果显示：太阳光度计之间测量气溶胶光学厚度和可降水量的均方根误差都在8%以内；太阳光度计测量的可降水量与微波辐射计测量的水汽含量进行对比，均方根误差约5%。通过对比分析检验，DTF型太阳光度计用于测量AOT和PWV具有较高的可靠性。

摘要： 利用地基太阳分光光度计的940hm吸收通道能够反演柱水汽含量,以往的反演算法主要基于1987年Reagan提出的透过率与柱水汽含量之间指数模型,形如Tw=exp(-α(m*lnPW)b)。但该模型只考虑垂直柱水汽含量一个变量与水汽透过率之间的关系,没有考虑因路径不同造成的水汽透过率上的差别,忽略路径因素有时会造成高达10％的反演误差。因此,本文综合考虑天项角和垂直柱水汽含量两个变量,引入了四个变量a,b,c,d,提出了如下拟合模型,Tw=exp(-αmc+d lnpw PWb)。以某台野外太阳光度计CE318为例,通过模拟对比两种模型的计算精度,结果表明：新拟合模型最为理想,在不超过63度天项角情况下,反演误差仅在0.4％,而原有模型误差则达到10％左右。

摘要： 利用上海市区(31°14’N，121° 32’E。14.0m)2007年4月18 R到2009年1月31日期间连续观测的多波段CIMEL-318太阳光度计的观测数据，应用气溶胶相应反演方法，计算了该地区整层大气气溶胶的光学厚度(AOD)以及Angstrom指数等参数指标。其结果显示为AOD6月份最大，达到1.20：1月份最小，为0.43。夏季大的AOD主要是由区域静稳气象条件和内陆地区人为细粒子污染气溶胶的区域传输造成的。Angstrom指数随AOD的增加有减少的趋势，表明气溶胶污染严重时，柱平均气溶胶粒子尺度比较大。

摘要： 西南地区四季地表植被比较密集，利用MODIS资料反演2008年西南地区气溶胶产品，并与成都和香格里拉安装的太阳分光光度计CE318资料进行对比，成都的气溶胶与MODIS的气溶胶均方根偏差(RMS)为0.17，相关系数为0.74，拟合线的斜率非常接近1.0；rn 而香格里拉的MODIS反演气溶胶与太阳光度计的观测值相比误差偏大。表明MODIS反演气溶胶产品能够满足气候变化和环境研究的要求，可以在西南地区业务化应用。2008年西南地区气溶胶分布呈西低东高的分布形势，大值区位于四川盆地内，中心分布在成都附近、宜宾沿长江流域至重庆、南充及其以东以南地区，其值在0.4-0.65；云南地区气溶胶厚度最小，大部地区不超过0.15。在广西大部和越南东北部也存在一片明显的气溶胶，其值在0.2以上。

摘要： 利用太阳光度计对张北地区2008年冬、春季大气进行消光测量，得到整层大气气溶胶光学厚度;从936nm波段测量数据基于改进的Langley法对水汽吸收波段进行标定，计算出整层大气可降水量;并分析了张北地区冬、春季整层大气气溶胶光学厚度与可降水量的日变化及日均值变化。结果表明，该地区大气气溶胶光学厚度不同日期有较大的差异，部分气溶胶的日变化也有很大的波动，春季550nm气溶胶光学厚度在0.5以上的情况较多，整层大气可降水量除早、晚时间段外，一般稳定在零点几个厘米量级，春季可降水量高于冬季。

摘要： 利用太阳光度计在张北地区测量了整层大气沙尘天气与非沙尘天气气溶胶Angstrom波长指数与浑浊度系数,结果显示非沙尘天气的Angstrom波长指数在0.9-2.2之间,沙尘天气在0.4-0.7之间,在沙尘天气条件下气溶胶光学厚度观测到明显的反常色散现象.

摘要： 本文利用MODIS的Collection005版本(MODIS_C005)数据的气溶胶光学厚度(AOT)产品，与我国海域多个AERONET观测站点太阳光度计的测量得到的AOT结果进行了对比分析，对MODIS_C005数据的气溶胶产品在我国海域进行了验证，并对验证方法进行了探讨。研究结果表明：MODIS_C005的AOT在我国海域与AERONET站陆基观测到的AOT具有非常好的一致性，相关系数达到0.9以上；同时通过尝试不同的验证方法，可以发现验证数据的空间采样窗口大小的选择对于验证效果具有很大的影响，在中国海域可以使用30X30km的空间采样窗口；最后，通过MODIS_C005的AOT与AERONET站观测值在中国各个海区的比较，证明MODIS_C005的AOT在550nm满足美国NASA的设计要求，误差控制在±0.05±0.05，适用于我国海域，可以用于中国海域的气象和海洋等科学研究。

摘要： 利用MODIS资料,对中国东南部地区及近海海域实现多通道大气气溶胶光学厚度(AOD)反演;利用地面连续波段的太阳辐射计数据对MODIS资料的反演结果进行校验;并利用经过校验的结果对该地区的AOD分布特征进行了研究.结果表明:AOD大值区主要集中在海拔低的东南沿海地区和经济发达地区,而地形比较复杂的山地丘陵地区的值较小;海洋上空的AOD反演由于受到了近海混浊水体和离水辐射的影响,反演结果偏高,但还没有发现能准确反映研究地区特征的输入参量和合适的算法,以提高近海海域AOD的反演精度.

摘要： 本发明公开了一种高精度自动化太阳光度计，包括有光度计、二维转台、北斗通信终端、雨水与温湿度传感器、控制箱和支架，光度计安装在二维转台上，二维转台、北斗通信终端、雨水与温湿度传感器和控制箱均固定安装在支架上，二维转台、北斗通信终端、雨水与温湿度传感器均通过电缆与控制箱连接；本发明对光学和电子学温度敏感元件精确温控，降低温漂对测量结果的影响，提高测量精度；采用外壳自然散热，提高了野外运行的可靠性。本发明可放置在野外长期自动运行，不需要任何人为参与，自动跟踪太阳并将测量数据通过北斗无线通信发送到服务器上，使得用户足不出户就可以实时查看数据和仪器工作状态。

摘要： 本发明涉及光学遥感定标测量设备性能参数检测试验、以及测量定标技术领域技术领域，具体涉及一种用于太阳光度计的试验转台装置，包括底座和立架，二者之间设置有转动组件，所述底座的下端设置有X轴驱动组件，所述X轴驱动组件通过转动组件驱动所述立架沿竖直方向转动，所述立架内设置有承托测量设备的托架，所述立架外设置有Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件驱动所述托架沿水平方向转动。本装置整体结构设计集成精简，驱动系统为步进电机带动的高精度，低背隙，大扭矩的减速装置进行传动，传动精度较高，定位精确，整体结构易于组装、检修和维护，本装置还可以实现平面测量和等纬圈测量的单个或全部工作模式，便于光学仪器进行所需数据的观测。

摘要： 本发明公开了一种基于移动非稳定平台的太阳光度计，包括陀螺稳定平台、设置在陀螺稳定平台上的二维转台、单臂探头、大视场鱼眼成像系统、下位机控制系统、工控机；所述单臂探头前端安装两个平行光筒，分别为测量光筒和成像光筒；所述成像光筒为小视场精跟踪成像系统，所述测量光筒用于太阳光的数据采集，将采集数据传输给下位机控制系统；所述大视场鱼眼成像系统用于捕获太阳的方位信息，并将太阳方位信息传给工控机；所述工控机作为集成操作平台，协调控制各器件的运行，由下位机控制系统控制二维转台旋转实现太阳的自动跟踪与信号测量。本发明能够在移动非稳定平台下进行同时观测400～1100nm多个分立波段的太阳光谱。

摘要： 本发明公开了一种多通道、小型化且兼容偏振观测的太阳光度计，其包括端部安装有遮光板的壳体；置于壳体内驱动遮光板旋转的第一电机；壳体形成有多个观测通道，以及安装在观测通道上的滤光片；壳体内依次间隔地安装有多个安装板，相邻两个安装板之间连接有用于形成观测通道的遮光管，多个观测通道以壳体轴线为中心周向分布；其中，靠近壳体首端的安装板安装有滤光片，位于壳体尾端的安装板与壳体的尾盖之间依次安装有偏振片轮和光电探测器，壳体内还装设有驱动偏振片轮旋转的第二电机，本发明解决了对同一目标进行多波段观测时需要旋转滤光片轮、一次观测时间较长的问题，具有结构紧凑，观测、数据采集效率高，温度适应、抗干扰能力强的有益效果。

摘要： 本发明公开了一种用于太阳光度计多功能高精度二维转台，在壳体的一侧面固定安装有俯仰轴传动部件，所述的俯仰轴传动部件的输出端可以连接有光学测量头组件，俯仰轴传动部件可以带动光学测量头组件进行俯仰角度的调整，在壳体的下端连接有方位轴传动部件，在方位轴传动部件下面固定在支撑腿上，方位轴传动部件带动壳体进行水平回转运动。本发明采用了高精度，静音传动控制系统，根据系统控制带动光学测量部件运转，来满足数据采取的位置要求，提高传动系统的动态响应，增加了数据采取的精确性和可靠性；具有集成精简、传动精度较高、控制速度快、定位精确；整体结构设计易于检修维护、可靠性高等优点。

摘要： 本实用新型公开了一种太阳光度计定位装置，具体涉及太阳光度计领域，包括一个定位底板和安装在太阳光度计转台底端的定位上盘，在所述定位底板表面固定有定位下盘，在所述定位下盘底端边缘处开设有一圈定位槽，所述定位上盘位于定位下盘的正上方且在定位下盘表面转动，所述定位上盘顶端的边缘处安装有多个与定位槽配合使用的定位机构，将定位上盘固定在定位下盘的顶端。本实用新型能够降低太阳光度计在安装过程中的工作量，采用转动式的定位上盘和定位下盘的结构，配合可调节的定位机构，使其在安装时的角度方便进行定位和调节，提高了实用性。

摘要： 本实用新型涉及光学遥感定标测量设备性能参数检测试验、以及测量定标技术领域技术领域，具体涉及一种用于太阳光度计的试验转台装置，包括底座和立架，二者之间设置有转动组件，所述底座的下端设置有X轴驱动组件，所述X轴驱动组件通过转动组件驱动所述立架沿竖直方向转动，所述立架内设置有承托测量设备的托架，所述立架外设置有Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件驱动所述托架沿水平方向转动。本装置整体结构设计集成精简，驱动系统为步进电机带动的高精度，低背隙，大扭矩的减速装置进行传动，传动精度较高，定位精确，整体结构易于组装、检修和维护，本装置还可以实现平面测量和等纬圈测量的单个或全部工作模式，便于光学仪器进行所需数据的观测。

摘要： 本实用新型公开了一种用于太阳光度计的户外安装平台装置，包括承重平台板、支撑柱和底座，所述支撑柱采用横截面为正方形的铝型材，四个面均竖直开设有T形槽，并通过四个角件固定在所述承重平台板底部；所述角件的一个直角面贴合支撑柱的一个面，通过T形螺钉和不锈钢法兰螺母固定连接，另一个直角面贴合承重平台板底面，通过紧固件固定连接。本实用新型中，本装置采用结构件能方便快速的进行组装，结构简单，便于运输，支撑柱采用的是十字型加强筋中空型铝型材，在保证支撑重量强度，满足倾覆弯矩载荷情况下，减轻了结构的重量，提高了抗弯刚度，角件为三角凹槽式结构，起到加强筋的作用，支撑柱为四面双排T形槽结构。

摘要： 本实用新型公开了一种用于太阳光度计多功能高精度二维转台，在壳体的一侧面固定安装有俯仰轴传动部件，所述的俯仰轴传动部件的输出端可以连接有光学测量头组件，俯仰轴传动部件可以带动光学测量头组件进行俯仰角度的调整，在壳体的下端连接有方位轴传动部件，在方位轴传动部件下面固定在支撑腿上，方位轴传动部件带动壳体进行水平回转运动。本实用新型采用了高精度，静音传动控制系统，根据系统控制带动光学测量部件运转，来满足数据采取的位置要求，提高传动系统的动态响应，增加了数据采取的精确性和可靠性；具有集成精简、传动精度较高、控制速度快、定位精确；整体结构设计易于检修维护、可靠性高等优点。

摘要： 本实用新型提供了一种宽波段大动态的太阳光度计视场角检测装置，其中：白光激光光源输出宽波段激光，光衰减模块形成对白光激光光源输出的宽波段激光的光源能量与光谱波段的调节；扩束镜包括呈虚共焦结构的输入负透镜和输出正透镜，用于对经光衰减模块调节后的激光进行扩束与准直，形成均匀光斑覆盖至待检测太阳光度计的入瞳中心；待检测太阳光度计能够随高精度电控旋转台在0‑360°范围内同步回转，并通过第二通信线连接至控制电脑，高精度电控旋转台通过驱动线连接至旋转台控制箱，旋转台控制箱通过第三通信线连接至控制电脑。本实用新型能够满足太阳光度计的小视场角检测时要求的光谱波段宽、光源准直高、辐射动态范围大、角度精度高的技术需求。