气溶胶光学厚度的计算

陆地气溶胶光学厚度反演原理与方法陆地气溶胶光学厚度遥感监测原理与方法大气气溶胶是由大气介质和混合于其中的固体或液体颗粒物共同组成的多相体系。

粒子的直径多在10-3～102μm之间。

气溶胶光学厚度指无云大气铅直气柱中气溶胶散射造成的消光程度，是大气遥感的重要指标，也是衡量大气污染的重要指标。

利用卫星遥感进行气溶胶监测主要有暗目标法（Kaufman et al,1988）、结构函数法(Tanréet al.,1988)、多角度偏振法(Herman et al,1997)等。

目前环境一号卫星CCD相机和超光谱相机的波段设置条件下，暗目标法可得到较好的应用，同时环境一号卫星CCD相机的高空间分辨率，为结构函数法的应用提供了可能。

由于环境一号卫星各相机的工作方式的（非偏振）限制，目前尚无法应用多角度偏振方法，环境一号后续星将加入偏振传感器。

1.暗目标法在可见近红外波段，传感器接收到的信号，既是气溶胶光学厚度的函数，又是下垫面地表反射率的函数。

当地表反射率很小时，卫星观测的辐射值主要是大气的贡献，能够提取大气气溶胶信息，暗目标法就是利用浓密植被地区红蓝波段的辐射值和气溶胶光学厚度的这种关系反演气溶胶光学厚度。

2.结构函数法对于高反射率地区，地表反射率较大，传感器测量的辐射值主要是地表的贡献项，对气溶胶的变化不再敏感，这时使用基于地表反射率的方法反演气溶胶光学厚度非常困难。

结构函数法是早期研究陆地污染气溶胶采用的卫星遥感算法。

该算法假设同一个地区一段时间内地表反射率是不变的，利用“清洁日”大气作为参考，反演“污染日”大气的气溶胶光学厚度。

利用结构函数法可以反演城市地区的气溶胶分布状况。

3.多角度偏振方法大气中的气溶胶和大气分子与入射太阳辐射相互作用，除了可以散射和吸收入射辐射，还可以使入射辐射发生偏振，卫星通过测量后向散射的偏振特性，可以得到气溶胶信息。

利用偏振信息进行气溶胶反演，具有受地表影响小、能够反演气溶胶物理性质的优势。

1.AOT气溶胶光学厚度,英文名称为AOD（Aerosol Optical Depth）或AOT（Aerosol Optical Thickness），定义为介质的消光系数在垂直方向上的积分，是描述气溶胶对光的衰减作用的。

气溶胶光学厚度随波长变化函数：根据上式，如果已知气溶胶在两个波段的消光，即可求出β和α，通过获得世界气象组织（WMO）的推荐的0.53~0.63mμ两个波段的太阳直接辐射，根据这两个波μ,0.63~0.7m段的大气上界太阳辐射常数，可以解方程组得到β和α的值，从而得到气溶胶浓度和粒子半径的信息。

2.消光系数extinction coefficient表征介质使电磁波衰减程度的物理量。

它等于电磁波在介质中传播单位距离时其强度由于吸收和散射作用而衰减的相对值。

3.气溶胶基本概念大气污染物分为污染气体和气溶胶，其中气溶胶是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系(王明星，1999)。

我们所赖以生存的大气环境实际上是一个大气溶胶体系。

溶胶粒子动力学直径从0.002-100mμ。

气溶胶的来源按产生过程分为自然源和人为源。

自然源如岩石和土壤风化、扬尘、海水溅沫以及自然灾害(火山喷发、森林火灾)等;人为源如工业排放、农作物焚烧排放及汽车尾气排放等。

气溶胶粒子大小划分：粒子直径大于2.5mμ时称粗粒子；μ，小于10m粒子直径小于2.5mμ，称细粒子或PM2.5；粒径小于0.1mμ的粒子称超细粒子。

按照粒子形成机制把细粒子细分为：核态粒子—粒径在0.01-0.1mμ（主要由燃烧过程排放的或气体直接核化而成）；积聚态粒子—粒径在0.1-1mμ之间（源于超细粒子的积聚、气体压缩或气体附着于粒子表面）PM2.5，指空气动力学直径小于或等于2.5mμ的大气颗粒物，又称为细粒子。

PM10，指通过呼吸系统可以吸入人体的颗粒，通常指粒径在10mμ以μ或10m下的粒子，又称为可吸入颗粒物。

气溶卫星传感器接收到的辐射值L ，可以由下式表示:])(1/[),(),(),,,(),,,(0ρτρμτμτφμμτφμμτa v a s a d v s a v s a s T F L L -+= (1)其中，a τ为大气的光学厚度，包括气体分子的光学厚度和气溶胶粒子的光学厚度，sμ为太阳天顶角的余弦值，v μ为传感器观测角的余弦值，φ为相对方位角，由卫星的方位角和太阳的方位角确定， 0L 是整层大气反射的太阳辐射，s 为大气半球反射率，ρ为地表反射率，T 为地表到传感器的透过率，d F 为下行总辐射。

第59卷第3期2001年6月气　象　学　报A CTA M ETEOROLO G I CA S I N I CAV ol.59,N o.3Jun.,2001关于中国大气气溶胶光学厚度的一个参数化模式Ξ邱金桓　林耀荣(中国科学院大气物理研究所,北京,100029)摘 要应用中国16个气象台站探测的1990年太阳宽带直射辐射信息,反演得到了这些台站大气气溶胶光学厚度资料,发展了一个应用地面气象能见度和水汽压信息确定大气柱气溶胶光学厚度的参数化模式,它比E lter m an模式更适合中国的广大地区。

研究还发现,比较E lter2m an气溶胶粒子浓度垂直分布模式,中国许多地方气溶胶粒子浓度垂直衰减较慢。

关键词:气溶胶,光学厚度,能见度。

1　引　言大气柱气溶胶光学厚度是表征大气浑浊度的一个重要物理量,它对评价大气环境污染、研究气溶胶的辐射气候效应、空间对地遥感的大气订正等都具有重要意义。

窄波段的太阳光度计是目前探测气溶胶光学厚度的一个常用有效手段。

世界上已有少量的气象台站或大气监测站长期坚持采用太阳光度计测量太阳的窄带直射光强以确定气溶胶光学厚度。

但这类资料覆盖的区域十分有限。

中国在探测气溶胶光学厚度方面,虽也有不少研究工作[1～5],但也只限于某些地方。

赵柏林等应用E lter m an等人关于气溶胶粒子数密度垂直分布与地面能见度的关系模式[6,7],在Junge谱分布的假设下,研究了中国能见度及透明度的区域分布情况。

正如本文后面的研究所表明的,该模式对地理分布有较大的敏感性,特别是对沿海地区,反演误差较大。

近年来,邱金桓[8,9]提出了“从全波段太阳直射辐射确定大气气溶胶光学厚度”的遥感方法,从气象台站的辐射观测资料获取气溶胶光学厚度信息。

周秀骥等[10]人还应用这一方法研究了中国大气气溶胶光学厚度分布特征。

在这些研究工作的基础上,本文发展了一种从地面气象能见度和水汽压信息反演大气柱气溶胶光学厚度的参数化方法。

第2章 气溶胶光学厚度反演的原理和方法气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth ）简称AOD ，定义为介质的消光系数在垂直方向上的积分，描述的是气溶胶对光的消减作用[7]。

它是气溶胶最重要的参数之一，表征大气浑浊程度的关键物理量，也是确定气溶胶气候效应的重要因素。

通常高的AOD 值预示着气溶胶纵向积累的增长，因此导致了大气能见度的降低。

现阶段对于AOD 的监测主要有地基遥感和卫星遥感两种方法。

其中地基遥感又有多种形式：多波段光度计遥感、全波段太阳直接辐射遥感、激光雷达遥感等。

其中多波段光度计遥感是目前地基遥感研究中采用的最广泛的方法。

美国NASA 和法国LOA-PHOTONS 联合建立的全球地基气溶胶遥感观测网AERONET 所使用的就是多波段太阳光度计（Sun/SkyPhotomerers ），在全球共布设1217个站点长期观测全球气溶胶的光学特性，积累了大量的AOD 数据，并用作检测气溶胶光学厚度反演精度的标准。

而近年来卫星遥感技术的快速发展，多种传感器被用来研究气溶胶特性，加上经济发展带来的大气污染问题使得利用卫星遥感资料反演AOD 成为热门课题。

2.1 气溶胶光学厚度反演的基本原理大气光学厚度是指沿辐射传输路径单位截面上气体吸收和粒子散射产生的总消弱，是无纲量值。

在可见光和近红外波段，它可以由下列公式计算得出：)()()()()()(a 21m λτ+λτ+λτ+λτ+λτ=λτμωω (2-1)其中)(λτ表示大气总的光学厚度，)(m λτ表示整层大气的分子散射光学厚度，)(1λτω表示氧气的吸收光学厚度，)(2λτω表示臭氧的吸收光学厚度，)(λτμ表示水汽的吸收光学厚度，)(a λτ表示气溶胶光学厚度[21; 22]。

卫星遥感反演大气气溶胶是利用卫星传感器探测到的大气顶部的反射率，也称为表观反射率，可以表示为[23]：F /L s s *μπ=ρ (2-2)其中，L 表示卫星传感器探测到的辐射值，F s 表示大气上界太阳辐射通量，μs 表示太阳天顶角θs 的余弦值。

气溶胶光学深度气溶胶光学深度（AOD）是气溶胶物理学领域中的一个重要参数，指的是大气中气溶胶对可见光的衰减程度。

气溶胶是指在大气中悬浮的无定形固体或液体微粒，其大小通常在几个纳米至几十微米之间，包括尘埃、烟雾、颗粒物等，来源于自然和人类活动。

在地球科学、气象学和环境科学等领域，掌握AOD的变化规律和分布特征，对研究空气质量、气候变化、公共健康等具有重要意义。

AOD的测量是利用遥感技术进行的，主要是利用卫星遥感、飞机遥感和地面设备遥感等方式进行。

其中，卫星遥感是最常用的方法，运用MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）、AVHRR（Advanced Very High-Resolution Radiometer）等卫星平台进行遥感观测，可获取全球范围内气溶胶光学深度信息。

飞机遥感则是通过使用搭载特定仪器的飞机对大气成分进行实时监测和测量。

地面设备遥感则主要是利用雷达和激光雷达等设备对气溶胶进行实地探测，并进一步推断出AOD的数值。

不同的遥感方式，可获取精度不同的AOD数据，但准确性均需经过定标和验证，才能得出可靠结果。

气溶胶光学深度是以大气延伸高度为单位进行计算的，其数值约在0至1之间，逐渐增大。

AOD的测量结果受到大气湍流、太阳高度角、天气等因素的影响，因此在不同时间、地点和气象条件下，AOD均存在一定的差异。

目前，对AOD变化的研究主要包括几种类型：对全球范围内AOD变化进行分析，对某个特定区域的AOD变化进行研究，和对不同源的气溶胶的贡献进行精细刻画。

其中，全球性研究可帮助预测气候变化与大气污染趋势，而针对局部的研究，则有助于了解污染源的分布和影响范围。

研究表明，气溶胶光学深度随着高度增加而减小，反映了大气中气溶胶粒子的垂直分布特征。

全球范围内的AOD分布具有明显的季节性变化，受到东亚污染漂移、沙尘暴、森林火灾等因素的影响。

气象条件的变化也对AOD造成了影响，如梅雨季节和台风天气，AOD 值较高。

550nm气溶胶光学厚度
气溶胶光学厚度是用来描述气溶胶颗粒对光的散射和吸收能力的参数。

气溶胶光学厚度通常用τ表示，它是指气溶胶颗粒在大气中对光的吸收和散射造成的光学路径长度。

对于波长为550纳米的光线，气溶胶光学厚度的数值可以反映气溶胶对这一波长光线的影响程度。

气溶胶光学厚度的计算涉及到气溶胶颗粒的浓度、大小和光学性质等因素。

一般来说，气溶胶光学厚度越大，表示大气中的气溶胶颗粒对光的吸收和散射作用越显著，从而影响大气的透明度和能见度。

在环境监测和大气光学研究中，气溶胶光学厚度的变化对于了解大气污染物的扩散传输、气候变化和环境质量具有重要意义。

此外，气溶胶光学厚度还与大气中的光学散射和吸收过程密切相关。

通过监测和分析气溶胶光学厚度，可以帮助科学家们更好地理解大气中的光学特性，从而推断大气污染物的来源和影响，以及预测大气环境的变化趋势。

总之，对于波长为550纳米的光线，气溶胶光学厚度的数值可
以提供关于大气中气溶胶颗粒影响程度的重要信息，对于环境监测、大气光学研究和气候变化等方面具有重要意义。

气溶胶光学厚度的计算气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，简称AOD）是用来描述大气中气溶胶对太阳辐射吸收和散射的能力的一个重要指标。

它是太阳辐射经过大气中的气溶胶后，相对于没有气溶胶存在时经过大气的损失能量的度量。

在卫星遥感观测方面，常用的卫星包括美国的MODIS、中国的FY系列卫星和欧洲的SENTINEL-5P等。

这些卫星携带的遥感仪器可以获取到大气中的光谱信息，进而计算气溶胶光学厚度。

根据不同的光学特性，可以采用不同的反演算法，如马尔科夫链-蒙特卡洛法（MCMC）等。

这些算法基于气溶胶光学模型，通过卫星观测的光谱信息反演得到气溶胶光学厚度。

另一种常用的方法是地面测量。

地面测量可以通过气溶胶遥感仪器，如光学粒子计数器（OPC）、太阳能光谱仪（SUN）等，来观测气溶胶的光学特性。

这些仪器可以测量大气中气溶胶散射和吸收的强度，从而计算气溶胶光学厚度。

气溶胶光学厚度的计算还可以使用数学模型。

例如，大气辐射模型（例如MODTRAN）可以通过设置不同的气溶胶光学厚度来模拟气溶胶对太阳辐射的影响。

使用这些模型，可以根据模拟结果来推测实际大气中气溶胶的光学厚度。

气溶胶光学厚度的计算还包括数据的预处理和后处理。

预处理包括数据质量控制、大气校正等步骤，以确保得到准确可靠的结果。

后处理则包括气溶胶类型的判别、气溶胶源解析等。

这些步骤的目的是对气溶胶光学厚度的计算结果进行进一步的分析和解释。

总结起来，气溶胶光学厚度的计算是一个复杂的过程，需要借助遥感技术、仪器观测和数学模型等手段。

通过这些方法得到的气溶胶光学厚度数据可以用于大气环境监测、气溶胶模拟和气候变化研究等方面。

气溶胶光学厚度定义及相关因素大气气溶胶是指悬浮在地球大气中的具有一定稳定性，沉降速度小，尺度范围在10吗∥m到102“m之间的分子团、液态或固态粒子所组成的混合物。

气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness—AOT)是气溶胶的光学属性之一，表示的是单位截面的垂直气柱上的透过率，有时候又叫大气混浊度，它是一个无量纲的正值拴1(DtlBois，2002)。

在有些文章里AOT也写为AOD(aerosol optical deepness)。

数值范围在0’1之间，0代表完全不透明大气，1代表完全透明的大气，气溶胶光学厚度越大，大气透过率越低。

值的大小主要由气溶胶质粒的数密度、尺度分布、气溶胶类型等物理、光学属性来决定。

下面我们就根据近年南海北部海域的气溶胶光学厚度来深度了解气溶胶的相关学问。

此图是三亚湾口实验站气溶胶光学厚度随时间的变化曲线，可看出该站点单日内10~15时气溶胶的数值变化非常明显，以870nm波段为例，11时左右气溶胶光学厚度值最小为0.132，11时后气溶胶的光学厚度逐渐增大，13:00是左右达到最大值为0.247，而后光学厚度的值又有所下降，全天平均光学厚度的均值为0.189。

分析其他站位的数据，发现几乎所有站位的气溶胶的光学厚度的值日变化都非常明显，并且大多数站的数据与图中的变化趋势类似，两拨动变化，一些站位的曲线还出现了多个波峰波谷，870nm波段最小值可达0.1，最大值可达0.6。

这说明南海上空大气变化较快，气溶胶光学厚度的值变化比较剧烈。

这张12天日平均光学厚度随波长的变化关系，可以看出南海北部海域的气溶胶人平均光学厚度位于0.2~0.6之间，只有9月9、14日得光学厚度明显高于这个范围，27日数值则偏低，结合原始气象数据发现，其数据受到云量和风速的影响都会偏大。

总体而言，日平均光学厚度较集中在0.2~0.9之间，日平均光学厚度随波长的增加而减小。

而根据以下两张图我们可以更加清楚的看到风速对气溶胶光学厚度的影响，如下图中“14日三亚湾口站位气溶胶光学厚度”可看出随着风速的增大，气溶光学厚度呈上升趋势，风速越大，上升趋势就越明显，而相较17日图中光学厚度与风速的变化没有明显的关系，随着风速的增大，有些波段的气溶胶光学厚度甚至出现了降低的现象，结合当时原始记录，我们可发现风从海南岛方向吹来，较多陆源的沙尘、污染物等物质被输送到观测粘上空，从而引起气溶胶浓度分布的变化，导致光学厚度增大。

专利名称：基于激光雷达测量数据计算整层大气气溶胶光学厚度的方法
专利类型：发明专利
发明人：陈莎莎,徐青山,徐赤东
申请号：CN201610987822.2
申请日：20161110
公开号：CN106291590A
公开日：
20170104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种利用激光雷达的量数据计算整层气溶胶光学厚度的计算方法，可有效解决白天多云情况和夜晚气溶胶光学参数无法获得的难题。

一般利用激光雷达计算气溶胶光学厚度的方法是对消光系数积分得到的，但激光雷达的探测高度有限，特别是微脉冲激光雷达，一般白天探测3‑5公里的高度，夜晚探测5‑10公里的高度，远小于整层大气的高度。

为了解决该问题，本发明提出了一种基于激光雷达垂直与水平测量数据计算整层大气气溶胶光学厚度的方法。

激光雷达水平测量出近地面气溶胶消光系数，垂直测量数据计算出气溶胶标高，然后解算出整层大气气溶胶光学厚度。

该方法为白天多云天气条件下与夜晚探测整层大气气溶胶光学厚度提供了新的技术手段。

申请人：中国科学院合肥物质科学研究院
地址：230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
国籍：CN
代理机构：安徽合肥华信知识产权代理有限公司
代理人：张巧
更多信息请下载全文后查看。

大气气溶胶的光学厚度和angstrom公式的适用范围大气气溶胶的光学厚度是指气溶胶对太阳辐射吸收和散射的作用而形成的能见度模式，它被用于表示大气中粒子和气体的吸光性能。

它的量化指标由丹麦物理学家安格斯特龙（angstrom）公式来表示：Al= Tgs/D，其中Al表示大气气溶胶的光学厚度，Tgs表示地面观测站观测所得紫外线（穿透率）光度，D表示地面观测台观测光度，为了更明确的定义，我们将D定义为某种特定波长（通常是0.5μm位置）的辐射强度。

(D=E0.5)安格斯特龙公式提供了气溶胶吸收和散射效果的简单定量方法，用于研究大气中粒子和气体的光学厚度，这是大气环境中的一种重要的光学特性，它可以通过它来表示水汽、硫化物、二氧化硫、尘埃、灰尘等物质在大气中的散射能力。

安格斯特龙法的一大优点是可以比较准确的表示出不同强度的太阳辐射对大气气溶胶的影响，而且它能够将大气气溶胶对太阳辐射的微小影响进行量化，使其可以与传统的观测手段进行精确的验证。

而另一方面，安格斯特龙法将大气中不同气体的影响融合在一起，以表示它们在大气中的散射及吸收作用，为大气环境的运动及能化特性的评价提供了一定的统计方法，从而使大气环境中的任何物质，如水汽、二氧化硫等，都可以被准确测定出来。

不过，安格斯特龙法并不能完全代替其他研究手段来表示大气气溶胶的光学厚度，比如表面通量计，它只能提供给环境科学家一个快速掌握大气中气溶胶光学厚度信息的手段。

同时，安格斯特龙法也存在一定的限制，比如它只求解太阳直接照射的吸收和散射，而没有考虑受地面回传的光辐射的影响，以及雾的存在；另外，它也不考虑大气中气溶胶颗粒尺度分布。

总之，安格斯特龙公式可以有效的提供一个统计和准确的测试大气气溶胶的光学厚度的衡量指标，但是在某些特殊的环境中，它的适用范围仍然有所局限，且它并不能取代其他定量研究手段而单独求解大气中各种气体及粒子的散射及吸收作用。

收稿日期:2002-05-13;修订日期:2002-12-03基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(编号:20000G77900)、国家自然科学基金项目(40101020)、863项目(2001AA131030)共同资助。

作者简介:何立明(1977—　),男,1999年7月毕业于烟台师范学院地理系,获学士学位;现在北京师范大学资源与环境科学系遥感与GIS 研究中心攻读博士学位,从事地表组分温度反演和大气订正等工作,已发表相关论文2篇。

文章编号:1007-4619(2003)05-0372-07气溶胶光学厚度与水平气象视距相互转换的经验公式及其应用何立明1,王　华1,阎广建1,李小文1,2,朱文娇1,王锦地1(1.北京师范大学遥感与GIS 研究中心,北京　100875;　2.Center for R emote Sensing ,Dept .of Geography ,Boston Univers ity ,USA )摘　要:　气溶胶光学厚度作为描述气溶胶光学特性的重要参数之一,在辐射传输和大气订正中被广泛应用。

与此同时,被广泛应用的大气辐射传输软件MODTRAN 却采用水平气象视距作为其输入参数,两者之间在遥感应用中存在“脱节”。

将两者联系起来对于气溶胶数据的合理利用是很有用的。

本文的分析表明两者之间的关系随气溶胶垂直廓线的分布不同而异,为此,本文根据MODTR AN 的模拟结果归纳出一个经验公式,分析表明,不同季节经验公式的系数是不同的,不考虑这种差异时,从相同的气象视距下转换得到的气溶胶光学厚度的误差最大可达0.029。

最后我们将经验公式用于大气订正中。

关键词:　气象视距;气溶胶光学厚度;MODTR AN 6S ;经验公式;应用中图分类号:　TP79/P407 文献标识码:　A1　引　言气溶胶对全球变化的影响是近几十年一个被广泛讨论的问题[1],气溶胶对大气信号的消光作用是许多辐射传输程序必须要考虑的主要问题之一。

气溶胶光学厚度定义及相关因素大气气溶胶是指悬浮在地球大气中的具有一定稳定性，沉降速度小，尺度范围在10吗∥m到102“m之间的分子团、液态或固态粒子所组成的混合物。

气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness—AOT)是气溶胶的光学属性之一，表示的是单位截面的垂直气柱上的透过率，有时候又叫大气混浊度，它是一个无量纲的正值拴1(DtlBois，2002)。

在有些文章里AOT也写为AOD(aerosol optical deepness)。

数值范围在0’1之间，0代表完全不透明大气，1代表完全透明的大气，气溶胶光学厚度越大，大气透过率越低。

值的大小主要由气溶胶质粒的数密度、尺度分布、气溶胶类型等物理、光学属性来决定。

下面我们就根据近年南海北部海域的气溶胶光学厚度来深度了解气溶胶的相关学问。

此图是三亚湾口实验站气溶胶光学厚度随时间的变化曲线，可看出该站点单日内10~15时气溶胶的数值变化非常明显，以870nm波段为例，11时左右气溶胶光学厚度值最小为0.132，11时后气溶胶的光学厚度逐渐增大，13:00是左右达到最大值为0.247，而后光学厚度的值又有所下降，全天平均光学厚度的均值为0.189。

分析其他站位的数据，发现几乎所有站位的气溶胶的光学厚度的值日变化都非常明显，并且大多数站的数据与图中的变化趋势类似，两拨动变化，一些站位的曲线还出现了多个波峰波谷，870nm波段最小值可达0.1，最大值可达0.6。

这说明南海上空大气变化较快，气溶胶光学厚度的值变化比较剧烈。

这张12天日平均光学厚度随波长的变化关系，可以看出南海北部海域的气溶胶人平均光学厚度位于0.2~0.6之间，只有9月9、14日得光学厚度明显高于这个范围，27日数值则偏低，结合原始气象数据发现，其数据受到云量和风速的影响都会偏大。

总体而言，日平均光学厚度较集中在0.2~0.9之间，日平均光学厚度随波长的增加而减小。

而根据以下两张图我们可以更加清楚的看到风速对气溶胶光学厚度的影响，如下图中“14日三亚湾口站位气溶胶光学厚度”可看出随着风速的增大，气溶光学厚度呈上升趋势，风速越大，上升趋势就越明显，而相较17日图中光学厚度与风速的变化没有明显的关系，随着风速的增大，有些波段的气溶胶光学厚度甚至出现了降低的现象，结合当时原始记录，我们可发现风从海南岛方向吹来，较多陆源的沙尘、污染物等物质被输送到观测粘上空，从而引起气溶胶浓度分布的变化，导致光学厚度增大。

气溶胶的光学特性参数气溶胶的光学特性参数（1）气溶胶光学厚度气溶胶光学厚度,英文名称为AOD（Aerosol Optical Depth）或AOT（Aerosol Optical Thickness），表示的是单位截面的垂直气柱上的透过率，有时候又叫大气混浊度，它是一个无量纲的正值。

数值范围在0-1之间，0代表完全不透明大气，1代表完全透明的大气，气溶胶光学厚度越大，大气透过率越低。

值的大小主要由气溶胶质粒的数密度、尺度分布、气溶胶类型等物理、光学属性来决定。

气溶胶光学厚度的反演：公式：L=L0+F*T*P/[1-S*P]L：传感器收到的辐射；L0：大气路径辐射；F：下行辐射P：地表反射率；T：大气透过率；S：大气半球反射率F*T*P/[1-S*P]：地表反射辐射对于大气路径辐射项L0,它只是大气气溶胶光学厚度和几何参数的函数,假如地表反射辐射比较小或为零,就可以通过大气路径辐射项来反演获得气溶胶光学厚度,对于地表反射辐射（F*T*P/[1-S*P]）来说，仅是气溶胶光学厚度的函数,如果消去路径辐射信息,便可以通过它来反演气溶胶光学厚度。

（2）散射相函数散射相函数反映的是电磁波入射能量经粒子散射后在方向上的分布，或者称相函数是粒子(散射体)将某个方向的入射波散射到其他方向的概率。

定义相函数P(θ)为在θ角方向的散射辐射能量与各向同性散射时该方向的散射辐射能量之比。

目前，常用的相函数有Mie散射相函数、HG相函数、双HG相函数和改进的HG*相函数等，这些函数各有优缺点。

Mie散射相函数：P Mie(θ)= [S1(θ)2 +S2(θ) 2]/ 2πα2 Qscaα=2πR/λ：球形气溶胶粒子的尺寸参数；S1(θ)、S2(θ)：散射振幅矩阵元；Qsca：气溶胶粒子的散射效率因子；S1(θ)、S2(θ)和Qsca可由Mie展开系数求解，Mie散射相函数适合于球形粒子求解。

（3）单次散射反照率单次散射反照率（single scattering albedo,SSA），在随机介质中传播的光将会被介质中的粒子散射和吸收而衰减，我们称之为消光，其中因散射而导致入射光消光在总消光中所占的比例，可以用粒子的平均单次散射反照率来表示，其定义为：0（x，m）= Cs（x，m）/C（x，m）C、Cs：粒子的消光截面和散射截面，消光截面是粒子或粒子群在电磁波传播路径上对电磁波衰减能力的度量；x=2πr/λ：为粒子的尺度因子，r、λ分别为粒子的半径和入射光的波长；m：复折射率，为复数m=n–ki，式中实数部分n为介质的折射率，虚数部分的k为介质的吸收系数；如果用Ca表示粒子的吸收截面，则应满足C=Cs+Ca；如果粒子对入射光完全无吸收，即Ca=0，于是C=Cs，反照率为1，达到它的最大值。