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.

太阳辐射计是全球AERONET站点最重要的观测设备,为获取全球气溶胶时空分布提供了大量的观测数据。研究一种直接溯源于低温绝对辐射计的 高精度定标方法,可以在实验室环境条件下获得太阳辐射计的直射通道和天空漫射通道的定标系数,详细介绍了太阳辐射计实验室定标原理、实验装置, 在太阳辐射计的主要工作波段扫描获得绝对光谱响应度定标曲线,并对测量结果进行了不确定度分析。结果表明,天空漫射通道的定标不确定度低于0.8%, 太阳直射通道的定标不确定度低于2.06%。

Ring效应指大气中O₂和N₂分子对太阳光的转动拉曼散射导致太阳夫朗禾费线变浅(被填充)的现象。气溶胶能够改变光子在大气中的光程和大气散射性质，进而影响散射次数和转动拉曼散射几率，所以可以通过观测Ring效应强度获取气溶胶信息。研究了一种利用地基多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)仪器观测反演气溶胶信息的新方法，基于MAX-DOAS 仪器在晴朗天气下对大气Ring 效应进行观测，结合McArtim 大气辐射传输模型可以获取气溶胶消光廓线。将MAX-DOAS 反演气溶胶光学厚度结果和太阳光度计观测结果进行了对比，一致性较好。研究结果表明，基于地基MAX-DOAS观测大气Ring效应反演气溶胶消光廓线是可行的。

随着全球工业化速度加快和人口的增多,大气环境问题日益突出, NO2 和气溶胶在大气化学中扮演着重要的角 色。地基多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)基于被动DOAS原理,近年来已成功应用于大气痕量气体柱浓度和气溶 胶光学厚度(AOD)测量方面。基于被动DOAS算法对合肥秸秆燃烧期间NO2 柱浓度以及气溶胶光学厚度进行 了观测,并把对流层柱浓度和臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument, OMI)结果进行对比;测量的气溶胶光学厚度和太阳光度计(CE318)进行了对比。结 果表明, MAX-DOAS测量结果要高于卫星值, 11月6日MAX-DOAS测量NO2 柱浓度日均值为OMI的1.9倍;二者在无云 条件下一致性较好;MAX-DOAS反演AOD和太阳光度计结果相关性在0.9以上。

大气中的水汽对940nm附近的太阳辐射吸收较强，利用水汽吸收透过率与水汽量的关系可以反演大气柱水汽总量。介绍了基于太阳辐射计反演大气柱水汽总量的方法，并对合肥地区2005年至2006年间的晴空观测数据进行反演，结果表明合肥地区夏季水汽含量最高，冬季水汽含量最低，春夏季水汽含量高于秋冬季；在水汽含量高的7月和含量低的3月，大气垂程水汽总量在一天中的相对标准偏差分别为2．34%和6．27%，表明晴好天气时合肥地区的水汽量日变化不大。

依据全球气溶胶监测网对高精度辐射定标技术的需求,分析了太阳辐射计定标的特点与技术要求,通过国际合作建立了由野外场地和实验室内设备构成的太阳辐射计定标系统。基于该系统的太阳辐射计定标结果与国外定标结果的比对显示,所建立的系统在定标精度上达到了该类仪器辐射定标的国际水平,能够满足高性能气溶胶测量网络对太阳辐射计辐射定量精度的需求。

太阳辐射计是测量太阳直接辐射光谱特性的仪器,本仪器的设计特点是不仅能测量太阳直接辐射的光谱特性,还能测量太阳角散射(日晕)辐射特性。仪器在PC微机控制下,能自动对准和跟踪太阳,完成转换滤光片、调整增益、定时采集和存储数据等全部测量工作。现场实验表明所得大气光学厚度数据有较高的精度,甚至可以得到其变化情况。