大氣氣溶膠中碳黑團(tuán)聚物形態(tài)影響光散射特性的數(shù)值分析.pdf

1、碳黑氣溶膠能夠吸收太陽輻射，降低大氣能見度，造成溫室效應(yīng)，它對太陽輻射的吸收和散射作用已經(jīng)成為影響環(huán)境和氣候變化的非常重要的因素。隨著對碳黑氣溶膠環(huán)境效應(yīng)認(rèn)識的深入，已有不少學(xué)者將碳黑氣溶膠作為環(huán)境問題的一個(gè)重要方面進(jìn)行了研究。其中對碳黑氣溶膠光散射特性問題進(jìn)行的分析，為大氣環(huán)境監(jiān)測、氣候預(yù)測和氣溶膠濃度檢測等領(lǐng)域提供關(guān)鍵的理論分析依據(jù)。
　　本文基于簇團(tuán)-簇團(tuán)凝聚模型、T矩陣、有效介質(zhì)理論和Mie理論等模型，對大氣環(huán)境中碳黑團(tuán)聚

2、物的散射特性進(jìn)行計(jì)算，并對光吸收、散射系數(shù)的變化情況進(jìn)行分析。針對均質(zhì)的碳黑團(tuán)聚物，利用簇團(tuán)-簇團(tuán)凝聚模型模擬碳黑團(tuán)聚物的形態(tài)特征，采用T矩陣對不同分形參數(shù)碳黑團(tuán)聚物的散射特性進(jìn)行計(jì)算，并分析形態(tài)變化對吸收、散射系數(shù)的影響情況；針對處于大氣相對濕度較高環(huán)境中的碳黑氣溶膠，利用Maxwell-Garnett有效介質(zhì)理論結(jié)合T矩陣（MG-T）理論對碳黑團(tuán)聚物隨相對濕度變化時(shí)的散射特性進(jìn)行計(jì)算，分析吸收、散射系數(shù)隨碳黑粒子體積分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律；

3、針對非均質(zhì)碳黑團(tuán)聚物，利用Maxwell-Garnett理論對混合物的等效光學(xué)常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，采用T矩陣對外部混合情況下碳黑團(tuán)聚物的散射特性進(jìn)行計(jì)算，以雙層Mie理論和MG-T理論為基礎(chǔ)，計(jì)算內(nèi)部混合情況下碳黑團(tuán)聚物的散射特性，分析兩種混合情況下碳黑團(tuán)聚物吸收、散射系數(shù)隨體積分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，碳黑團(tuán)聚物光散射特性隨分形形態(tài)、大氣相對濕度和雜質(zhì)摻混狀態(tài)的改變而變化，且分形參數(shù)、大氣相對濕度、混合成分粒徑越大，團(tuán)聚物的光散射特性值越大