将非球形沙尘气溶胶视为具有一定尺度谱和形状分布的随机取向椭球粒子群,利用T矩阵和改进几何光 学方法模拟了非球形沙尘气溶胶粒子在可见光波段(0.47 μm)的散射特性,并与实验室测量结果和等 体积球形粒子的计算结果进行了比较。结果表明：利用具有一定尺度谱和形状分布的随机取向椭球 粒子模拟自然界中的非球形沙尘粒子散射特性是行之有效的;用等体积球形粒子得到的单散射相矩 阵(特别是单散射相函数)与椭球粒子相比,具有明显的差异,而粒子形状对单散射反照率、不对称因 子和消光效率的影响明显偏小。通过比较椭球和球形沙尘气溶胶在可见光波段的辐射特性说明在 计算非球形沙尘气溶胶辐射特性过程中应考虑粒子形状对其单散射特性的影响。

云高、云量的自动化仪器定量观测对于气象业务非常重要,不同数据的有效融合分析对于气象业务来说 意义重大。云测量系统硬件上集成了激光云高仪、全天空成像仪探测模块,使得云高、云量的观测数据 在时间、地点上高度统一,结合激光云高仪的剖面数据和全天空成像仪的云二维分布数据做了初步融合 分析,进行精确的云高判别、云量反演与云种分类研究。通过数据融合,利用全天空图像可以消除云高 仪在雾霾天气下对云底的误判,同时利用云高数据可以估计全天空云的空间分布而对云进行了更精确的 分类。实际上,将云高、云量数据融合分析是气象业务观测的发展方向。

2013年12月21～26日对一次霾污染过程中PM2.5、含碳气溶胶、气态污染物(O3、NOx、SO2)进行 测量,利用微脉冲偏振激光雷达获得气溶胶消光和退偏振度参数,分析了霾过程大气污染物的特征。结果 显示:本次霾污染过程持续3.4天,以细粒子污染为主。采样期间, PM2.5的质量浓度小时平均 值为131.04 μg·m-3,霾天气下为183.75 μg·m-3,是非霾天气的2.98倍。 碳质气溶胶(TC)占PM2.5的24.18%,并且与PM2.5之间存在较好的相关性(R2=0.790)。在霾天气 下TC在PM2.5中所占的比例(TC%, 16.65)要比非霾天气(TC%,34.38)小,二次水溶性无机盐粒子的快速 增长可能是造成霾天气PM2.5质量浓度较高的重要原因之一。霾天气和非霾天气对比: O3浓度无明 显变化,受太阳辐射影响较大; NOx和SO2的体积分数在霾天气下分别是非霾天气下 的1.66和1.68倍；SO2浓度的增加不仅与本地SO2的累积有关,还有可能是受外来输入的粒子 中存在含硫化合物、抑制了SO2的非均相反应造成的。

为了研究金桂、银桂和丹桂释放的挥发性有机物特征,利用自制的质子转移反应质谱分别 检测金桂、银桂和丹桂中的挥发性有机物。在三种漂移管电压(250 V、320 V和461 V)下分 别获得了金桂、银桂和丹桂的特征全谱图。研究表明金桂的特征产物离子有m/z=171、105、91、87、73和69,银 桂的特征产物离子有m/z=120、105、91、77、73和69,丹桂的特征产物离 子有m/z=137、73、69和51。通过比较分析发现三种桂花有共同特征产物离子,但不同 品种桂花的特征离子及其强度存在一定的差异性。实验结果表明该仪器可以实现快速检 测,利用特征产物离子可对不同品种的桂花进行鉴别。质子转移反应质谱技术已应用于 环境监测领域,实验结果对开展环境气体监测研究具有一定的参考意义。

由于大气不稳定性以及光电探测器的各种噪声和天空背景辐射,使半导体激光云高仪APD探测器接收到 的后向散射信号信噪比较低,不能直接用于反演云层参数。所以针对后向散射信号的这种特点,提出 了一种基于FPGA的半导体激光云高仪数据采集处理实现方案。该方案能够实现后向散射信号隔直 流、高速采集、累积平均,与此同时还能完成整个系统发射、接收、数据存储和上传等复杂时 序控制。经实验对比验证,该方案能够明显提高后向散射信号信噪比、实现大气云层参数的反演。

介绍了裂解炉工作中对炉管表面温度掌握的重要性,利用比色测温理论对炉管温度进行监测的方法,以及CCD的光 电特性对于曝光量的要求。通过对几组标定温度与计算温度的比较得出温度T的计算方法,并通过实验证实 用这种测温方法的可行性。

利用MODIS L1B 1 km分辨率数据和NASA 的V5.2 气溶胶改良业务反演算法,对南京都市圈2013年9月至2014年1月期 间的气溶胶光学厚度(aerosol optical depth, AOD)进行反演,并运用AERONET地基气溶胶监测网的AOD产品对反 演结果进行验证。然后,将经过验证后的AOD与国家环保部建立的国家空气质量自动监测点实测得到的PM2.5质量 浓度和PM10质量浓度根据经典统计学进行线性回归性分析,并用气溶胶细模态光学厚度和气象因子对PM2.5质量 浓度与MODIS AOD之间的模型进行修正,修正后的模型为y=136.78+9.16x1-0.36x2-3.98x3, R2=0.79, 并应用该模型,证实气溶胶光学厚度可以用来对城市空气质量进行评价。

去除大气影响是遥感影像应用中具有重要实用意义的一步,因此依据多光谱遥感数据开展了大气校正方法的研 究工作。基于6S辐射模型和消除邻边效应的经验方法对ZY-3卫星影像数据进行大气校正；作为对照,对同 一影像也做FLAASH(一种成熟的大气校正软件模块)大气校正处理。由结果所见,校正后影像质量得到提 高;校正精度与FLAASH精度都在10%左右,具有较高准确性。

针对激光诱导击穿光谱技术用于水体重金属连续、自动、快速、高灵敏监测中的需求,以石墨为富集基体,采用 电磁感应加热技术实现了样品的快速加热与富集,并研究了基于降温斜率的烘干判断方法。实验中以 设定140℃判定定时2 s为例,测得从室温上升到140℃用时30 s,温度的误差范围为-5～+3℃,基于降温斜 率准确判断了富集完成状态。研究结果表明,采用电磁感应加热技术结合基于降温斜率的富集完成判断 方法可以有效实现被测样品的快速加热和准确烘干判断。

传统的非接触性测温系统主要采用红外CCD,其工作波长大多为0.4～1.1 μm,受到截止波长的 影响,红外CCD在工业中低温测量误差过大。非制冷焦平面红外热像仪(uncooled IRFPA camera)的工作波 长一般在8～14 μm之间,常温环境下测温可精确到0.01℃。UL01011型非制冷微测辐射热计是非 制冷焦平面热像仪中最常使用的核心光电探测器,以此作为实验用光电探测器件,构建了非接触性工业测 温系统,从实验结果可以看出,该方法在实际应用中获得了较好的效果。