第32卷，第6期 2012年6月
光谱学与光诺分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32,No. 6, pp1644-1649
June,2012
基于遥感观测的折射指数光谱特性反演大气气溶胶中沙尘组分含量王玲1.2，李正强2*，李东辉”，李凯涛”，田庆久'，李莉”，张莹”，吕阳2，顾行发2
1.南京大学国际地球系统科学研充所，江苏南京210093
2.中国科学院迅感应用研究所国家环境保护卫星强感重点实验室，北京100101
摘要矿物沙尘是气溶胶的重要化学组分，对气候和环境都有重要影响。本文基于2010年的北京 AER()NET站点的气溶胶产品资料，分析了复折射指数在4401020mm范图内的变化特性，发现实部（n）
趋势。据此，将(440nm)与其他波段的值分开考虑，增加了一维信息量，从而能将目前基于复折射指数反演气溶胶化学组成的三组分模型(水、黑碳、硫酸铵)扩展为包含矿物沙尘的四组分模型，解决了以往在粗粒子较多时无法进行化学成分反演的难题。针对北京沙尘、灰覆、靖朗三种典型天气进行了气落胶中沙尘组分的反演试验，获得的体积比例分别为88%，37%和48%，与基于气落胶粒子体积谱分布计算的粗粒子比例的相对大小具有很好的一致性。
关键调沙尘；气落胶组分：复折射指数；遥感反演
中图分类号：TP79
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j, isn. 10000593(2012)06-1644-06
含量分布的估计[]。
气溶胶复折射指数是描述大气气游胶散射和吸收特性的一个主要参量，是研究气溶胶中散射组分（如硫酸盐、铵盐）
气溶胶是悬浮在大气中的微小液体和固体微粒体系（直径范围约为0.001～100m)，依据来源和成分主要包含以下几类：硫酸盐气溶胶、碳气溶胶（鼻炭气溶胶和有机碳气溶胶)、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶、海盐气溶胶和沙尘气溶胶等。在这几种气溶胶里面，据估计沙尘可占对流层气落胶总量的一半)，因此其辐射特性和气候效应引起了广泛的研充1-2)。但是目前这方面仍存在很大的不确定性，其中一个原因就是对真实大气中沙尘气落胶含量的时空分布及其特性缺少足够的理解[3]。
目前有关大气中沙尘含量的测定主要集中在现场采样观测，通过测定气溶胶中Al，Si，Ca等代表沙尘组成的化学元索含最来推算沙尘的含量(*)，和基于起沙机制、输送和干湿沉降等一系列物理和化学过程的模式模拟的方法。然而这两种方法都存在着一些不足和缺陷)，本工作依据地基遇感观测的气溶胶复折射指数光谱特性，反演真实大气气溶胶中沙尘成分的含量，具有不被坏观测样本、直接获得沙尘成分含量等优势，还可能扩展到卫星观测获得大范围内沙尘成分
收稿日期：2011-12-19，修订日期：2012-03-03
和暖收组分（如沙尘和黑碳)的含量的基础数据。全球气溶胶观测网AERONET(aerosol roboticsnetwork)在世界范围内拥有超过500个站点，统一采用法国CIMEL公司的CE318 型太阳-天空辐射计，同时提供高精度的定标以及成熟的气溶胶参数反演产品，其中包括440，670，870和1020nm四个标准波段的气落胶复折射指数，近年来，Schusteri.n， Dey9)等利用AERONET的气溶胶复折射指数数据，对气溶胶中黑碳和水分含量进行了反演研究，反演结果与地面观测资料表现出很好的一致性。然而在他们反演中没有考虑复折射指数的光谱变化待性，采用440~1020m波段处的平均值进行反演，由于已知的信息量只有两个，即一个实部值和一个虚部值，所以选取了黑碳、硫酸铵、水三种组分作为气溶胶化学混合模型。以上三组分模型没有考虑以粗粒子为主的沙尘气溶胶，因此他们在反演的过程中别除了粗粒子的体积比例超过50%的观测数据。而对于我国北方广大地区，尤其在气候干燥、大风天气较多的冬春季节，经常会受沙尘气溶胶的影响，很容易出现粗粒子的体积比例大于50%的情
基金项目：国家白然科学基金项目（41075018，40971186），科技部全球变化重大科学计划项目（2010CB950801)，遥感科学国家重点实验室
自由操测项目(210ZY-02)和江苏高校优势学科建设工程项目资助
作者简介：王玲，女，1986年生，南京大学国际地球系统科学研究所博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail, lizq@irsa, ac, cn
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