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对沙尘粒子的单粒子散射\消光与吸收研究分析摘要: 大气沙尘通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射直接影响地大气系统的辐射能收支，从而影响区域或全球的气候及生态环境。
本文通过数值法研究了近红外和中红外波段电磁波所受沙尘粒子的散射和衰减特性。
关键词:大气；红外辐射1 前言根据Mie散射理论用数值法研究了沙尘粒子对大气红外辐射的散射、消光和吸收效率，揭示了不同粒径的沙尘粒子在不同红外辐射波段消光和吸收的特点。
考察了三种典型的沙尘天气---浮尘、扬沙和沙尘暴时沙尘对红外辐射的吸收系数和消光系数，得出了沙尘暴天气对红外辐射具有显著的吸收和衰减特别是对于=2～2.6m和=3～5m这两个红外大气窗口的衰减最严重的结论。
2 理论基础Mie散射理论是适用于球形粒子散射的经典理论，空气中的沙尘粒子可以近似地以球形粒子处理(实际测量表明沙尘粒子中有5O%左右是球形粒子，采用等容球方法处理，仍可借用Mie理论进行计算)，沙尘粒子对红外辐射的吸收和衰减可以用吸收效率因子Qabs和消光效率因子Qerl来表示。
下面简要地给出相关的Mie公式，假设球形粒子的直径为D，入射光波长为，粒子的复折射率为n=nr+in，单粒子的散射截面ra可以表示为：其中，am和bm是Mie系数散射截面与相应的粒子几何截面之比为无量纲的散射效率因子(Qsa)：其中，a=。
类似地，利用散射截面与相应的粒子几何截面之比可得粒子的消光效率因子Qet：吸收效率因子为消光效率因子与散射效率因子之差：实测结果表明，一些分散性和凝集性气溶胶都遵从对数正态分布。
另外通过对固体微粒破裂的过程特性的假设出发，可以得到微粒大小的分布渐近地趋向对数正态分布的结论，即：其中，和分别为lnD的平均值和标准方差。
考虑到沙尘粒子的尺寸分布，波长为、强度为I。
的辐射通过距离为L 的介质后，根据Bougure定律其强度I可写成：其中，为消光系数，它表示了粒子系统的消光能力，即对辐射的衰减能力。
沙尘天气期间气溶胶光学特性变化特征大气气溶胶粒子可以通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射直接影响地-气系统辐射能收支,对流层气溶胶通过直接辐射强迫和间接辐射强迫强烈地影响着气候系统。
沙尘天气下，大气中气溶胶含量变化较大，能够显著的影响沙尘区域内的辐射平衡过程，对全球气候和环境有着不可小视的作用。
研究沙尘天气间气溶胶的光学特性变化，对研究气溶胶的辐射影响有重要意义。
本文选取来自兰州大学干旱气候与环境观测站（SACOL）站点Level 2.0的数据，通过对比沙尘天气间与采暖期和非采暖期的晴天、降水后晴天的日变化数据，分析得出沙尘天气间气溶胶的光学特性变化，并初步探索其原因，得出以下结果：（1）采暖期：在沙尘期间，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为1.20，Angstrom波长指数峰值为0.13；在晴天期间，Angstrom波长指数峰值为0.34，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.59；在降水后晴天期间，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.59，Angstrom波长指数峰值为1.14。
（2）非采暖期：在沙尘天气，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为2.95，Angstrom波长指数峰值为0.07；在晴天气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.56，Angstrom波长指数峰值为0.99；在降水后晴天气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.39，Angstrom波长指数峰值为0.67。
（3）沙尘天气间气溶胶以粗粒子散射为主。
关键词：气溶胶；光学特性；气溶胶光学厚度；Angstrom波长指数；单次散射反照率第一章绪论1.1 研究的目的和意义大气气溶胶是指悬浮于大气中粒径小于10μm的微粒。
虽然气溶胶质量仅占整个大气质量的十亿分之一,但其对大气辐射传输和水循环均有重要的【1。
除温室气体外,大气气溶胶是造成地球气候变化最重要的大气成分之影响】【2。
大气气溶胶粒子可以通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射一】直接影响地-气系统辐射能收支,从而影响区域乃至全球的气候及生态环境;气【1,溶胶粒子还可作为云的凝结核改变云的光学特性和生命期,间接影响气候】【3。
沙尘天气中气溶胶光学特性的时空分布特征沈建国;李嘉鹏;牛生杰;姜学恭【期刊名称】《中国沙漠》【年(卷),期】2007(27)3【摘要】选取内蒙古境内额济纳旗、乌拉特中旗、东胜、朱日和、锡林浩特5个站的几次沙尘天气过程和晴朗天气下CE-318太阳光度计资料,计算出大气气溶胶光学厚度,结合气象资料分析在沙尘天气发生过程中气溶胶光学厚度的时空分布特征。
分析结果显示,在沙尘天气发生过程中,气溶胶光学厚度是一个相当敏感的变量,其随沙尘的发生、发展和消亡表现出明显不同的日变化特征,且光学厚度值随着沙尘天气的发生和发展,在其空间分布变化上与沙尘天气本身的空间分布变化具有很好的一致性,可以很好的反映沙尘输送过程。
此外气溶胶光学厚度与大气稳定度也有一致的日变化趋势。
因此,对于大气气溶胶光学厚度的监测可以为沙尘天气的预报提供较为准确的客观依据。
【总页数】7页(P495-501)【关键词】沙尘天气;气溶胶光学厚度;时空变化【作者】沈建国;李嘉鹏;牛生杰;姜学恭【作者单位】南京信息工程大学大气物理与大气环境重点实验室;内蒙古自治区气象局;内蒙古自治区气象台【正文语种】中文【中图分类】P445.4【相关文献】1.2006年春季沙尘天气下背景地区大气气溶胶光学特性的观测研究 [J], 徐敬;张小玲;颜鹏;丁国安;徐晓峰2.沙尘天气对安徽寿县大气气溶胶光学特性的影响 [J], 陆祖荣;邱玉珺;胡方超3.北京沙尘天气期间气溶胶光学特性分析 [J], 赵松林; 邓梅; 赵辉; 廖柏林; 王雪琦; 李瑶; 苏仲铭4.气溶胶光学厚度的分布特征及其与沙尘天气的关系 [J], 韩晶晶;王式功;祈斌;尚可政;杨德保;尚宝玉5.南疆盆地沙尘气溶胶光学特性及我国沙尘天气强度划分标准的研究 [J], 李霞;胡秀清;崔彩霞;李娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
我国沙尘气溶胶的特性及其影响的研究进展
付洁;尚可政;王式功;刘丽伟;王金艳
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2014(000)012
【摘要】由于与气候变化和人类活动息息相关,沙尘气溶胶对气候和环境的影响一直广受关注.针对我国沙尘气溶胶的理化性质及其对云和降水、辐射、城市空气质量、人体健康等方面的影响,就近些年来所取得的成果做了回顾和总结,以期对今后沙尘气溶胶的更深入研究有所借鉴和帮助.
【总页数】6页(P3673-3677,3713)
【作者】付洁;尚可政;王式功;刘丽伟;王金艳
【作者单位】兰州大学大气科学院,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学院,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学院,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学院,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学院,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730000
【正文语种】中文
【中图分类】S161
【相关文献】
1.沙尘天气及沙尘气溶胶影响的研究进展 [J], 张宝林
2.随机取向沙尘气溶胶激光雷达线退偏比特性研究 [J], 毛毛; 孙昊飞
3.加工处理方式对玉米粉加工特性、营养特性和食用品质影响的研究进展 [J], 马蕾;孙小红;姜晶;梁建芬
4.南疆盆地沙尘气溶胶光学特性及我国沙尘天气强度划分标准的研究 [J], 李霞;胡秀清;崔彩霞;李娟
5.中国春季沙尘气溶胶的辐射效应及对气候影响的研究 [J], 赵伟;刘红年;吴涧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中国北方沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成研究中国北方沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成研究近年来，随着工业化和城市化的快速发展，大气环境问题日益突出。
尤其是中国北方地区常年受到沙尘污染的影响，给人们的生活和健康带来了巨大的威胁。
为了更好地了解沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成，相关研究得到了广泛关注。
沙尘是由于气象因素和人为活动导致的高固体颗粒物质悬浮在大气中形成的。
沙尘天气对空气质量的影响主要表现为PM10（直径小于或等于10微米的颗粒物）和PM2.5（直径小于或等于2.5微米的颗粒物）的污染。
这些颗粒物不仅对人体健康产生直接的影响，还会通过改变大气辐射平衡和光学特性对气候产生重要影响。
在中国北方地区的沙尘传输路径上，大气有机气溶胶是其中的重要组成部分，其光学特性和分子组成的研究对于揭示大气污染形成机理和减少污染物的排放至关重要。
首先，我们通过光学仪器对采样的大气有机气溶胶进行了光学特性的测定。
结果显示，比较富含有机气溶胶的沙尘区域显示出较高的吸光和散射特性。
这意味着大气有机气溶胶对太阳辐射的吸收和散射能力较强，可能在大气辐射平衡中发挥着重要的作用。
其次，我们采用高效液相色谱-质谱联用技术对大气有机气溶胶的分子组成进行了分析。
研究结果表明，主要成分为脂肪酸、多环芳烃和萜烯类化合物。
这些有机化合物主要来源于植物和生物质燃烧等过程。
脂肪酸是大气有机气溶胶中含量最丰富的化合物之一，其来源主要是植物的表皮脂质和大气二次有机气溶胶的形成。
最后，我们还研究了大气有机气溶胶的空间和时间分布特征。
结果显示，在沙尘传输路径上，大气有机气溶胶的浓度呈现出明显的空间和时间差异。
尤其是在春季和夏季，沙尘天气频繁，大气有机气溶胶的浓度迅速上升。
这与沙尘物质的携带和传输有着密切的关系。
综上所述，中国北方沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成研究对于揭示大气环境污染的机理和制定科学的污染防治策略具有重要意义。
对沙尘和煤烟气溶胶退偏比光谱特征的模拟研究对沙尘和煤烟气溶胶退偏比光谱特征的模拟研究近年来，大气中的气溶胶成为了一个备受关注的研究领域。
其中，沙尘和煤烟是两种常见的气溶胶来源，它们的光谱特征对于了解和监测大气中的气溶胶有着重要作用。
为了更好地了解沙尘和煤烟的光谱特征，本研究通过模拟方法对其退偏比光谱进行了分析研究。
首先，我们需要了解什么是退偏比。
退偏比是指大气中气溶胶散射光的偏振状态与入射光偏振状态之间的比值。
退偏比的变化可以提供有关气溶胶的信息，比如其粒径分布、形状等。
而气溶胶的光谱特征是指在不同波长下，气溶胶对光的吸收、散射和透过的特性。
通过研究气溶胶的光谱特征，我们可以了解其成分和物理性质。
在本研究中，我们选择了沙尘和煤烟作为研究对象。
沙尘是由于沙质地表的风蚀作用而产生的飞沙，其主要成分是矿物质和有机质。
煤烟则是燃烧煤炭时产生的气溶胶，其主要成分是碳、硫等化合物。
通过模拟研究，我们可以更好地了解这两种气溶胶的光谱特征，有助于进一步理解大气中的气溶胶来源和变化。
在模拟中，我们选择了不同波长下的光谱特征进行分析。
首先，通过模拟计算得到了沙尘和煤烟气溶胶的散射光谱和透射光谱。
我们观察到，沙尘的散射光谱主要在可见光和近红外波段具有明显的特征。
而煤烟的散射光谱则在波长较短的紫外光到波长较长的红外光都有明显的特征。
此外，我们还研究了沙尘和煤烟气溶胶的退偏比光谱。
我们发现，沙尘的退偏比在不同波长下变化不大，且大致保持在一个较小的范围内。
而煤烟的退偏比则随着波长增加而逐渐减小。
这说明沙尘在光的偏振状态上不敏感，而煤烟对光的偏振状态有一定的影响。
这些光谱特征的差异可以帮助我们区分沙尘和煤烟气溶胶，并进行进一步的研究。
综上所述，通过对沙尘和煤烟气溶胶退偏比光谱特征的模拟研究，我们可以更好地了解和区分不同气溶胶来源的特征。
这对于探究大气中气溶胶的成分和物理性质具有重要意义。
通过进一步的研究和监测，我们可以更好地了解大气中气溶胶的影响和变化，为环境保护和空气质量改善提供参考依据综合模拟研究结果表明，沙尘和煤烟气溶胶在光谱特征上存在明显的差异，这对于区分不同气溶胶来源具有重要意义。
中国地区气溶胶光学特性研究的开题报告一、研究背景气溶胶是指空气中悬浮颗粒物质，其大小从几纳米到几十微米不等。
气溶胶的存在影响着大气的质量、气候和人类健康。
在中国，气溶胶污染问题日益严重。
据统计，中国城市PM2.5浓度超过了全球平均水平的5倍，是世界上空气污染最严重的国家之一。
目前，研究气溶胶的光学特性是非常重要的。
光学特性是指气溶胶对光的传播和散射的参数，包括光的吸收、散射和透过率等。
通过研究气溶胶的光学特性，可以更好地了解气溶胶的来源、化学组成以及对环境的影响。
二、研究目的本研究旨在通过对中国地区气溶胶的光学特性进行分析和研究，探究气溶胶的来源、组成和空气污染的程度；同时，还将研究气溶胶在大气中的输运和沉积过程，以及气溶胶与大气环境及气候变化的关系。
通过这些研究，为中国气溶胶污染治理及环保工作提供科学依据和技术支撑。
三、研究内容和方法1. 气溶胶样品收集和分析：采用高分辨率气溶胶收集器收集不同地区的气溶胶样品，并对样品进行物理化学分析，包括化学成分分析、粒径分布测定等。
2. 气溶胶光学特性测定：通过激光散射光谱仪、吸收光谱仪等设备，测定气溶胶的吸收、散射和透过率等指标。
3. 数据处理：采用SPSS软件对收集到的数据进行统计分析，并通过数据可视化的方式呈现结果。
四、预期研究成果1. 对中国不同地区的气溶胶光学特性进行了研究，揭示了气溶胶来源、成分和污染程度。
2. 通过对气溶胶光学特性和物理化学特性的研究，可为气溶胶治理和环保工作提供科学依据和技术支撑。
3. 研究成果将发表在学术期刊上，并可为相关领域的研究人员和政府部门提供参考。
沙尘天气的气溶胶特性研究
李学彬;宫纯文;李超;徐赤东;詹杰;魏合理
【期刊名称】《大气与环境光学学报》
【年(卷),期】2010(0)2
【摘要】沙尘天气是一种特殊的天气现象。
为了研究沙尘天气下气溶胶的特性,利用激光雷达和粒子计数器的实际测量结果,对浮尘、扬沙和沙尘暴三种天气下沙尘气溶胶谱分布特性进行了分析,并分析了风的扬沙作用.最后利用激光雷达测量结果对扬沙天气的形成发展和消退过程进行了分析.
【总页数】5页(P107-111)
【关键词】大气光学;沙尘天气;消光特性
【作者】李学彬;宫纯文;李超;徐赤东;詹杰;魏合理
【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室;海军蚌埠士官学校
【正文语种】中文
【中图分类】TN21
【相关文献】
1.武汉地区沙尘天气气溶胶粒径分布特性研究 [J], 操文祥;沈帆;全继宏;陈楠;田一平
2.2006年春季沙尘天气下背景地区大气气溶胶光学特性的观测研究 [J], 徐敬;张小玲;颜鹏;丁国安;徐晓峰
3.沙尘天气及沙尘气溶胶影响的研究进展 [J], 张宝林
4.北京沙尘天气期间气溶胶光学特性分析 [J], 赵松林; 邓梅; 赵辉; 廖柏林; 王雪琦; 李瑶; 苏仲铭
5.南疆盆地沙尘气溶胶光学特性及我国沙尘天气强度划分标准的研究 [J], 李霞;胡秀清;崔彩霞;李娟
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黑碳和沙尘气溶胶光学特性及全球辐射强迫的模拟
研究的开题报告
一、研究背景
空气中的黑碳和沙尘气溶胶是大气科学中的热点问题，同时也是目
前全球气候变化研究的重要方向之一。
黑碳和沙尘气溶胶对大气辐射平
衡和气候变化具有较大的影响，且这两种气溶胶的特性和作用机制也存
在不同。
黑碳是指由不完全燃烧有机物质所生成的颗粒物，它具有吸收光线
的特性，能够吸收太阳辐射并在大气中造成加温作用，同时也会吸收地
球发射的红外辐射，导致大气层中的温度上升。
沙尘气溶胶则是由沙尘、火山灰等天然因素引起的漂浮在大气中的颗粒物，它们散射光线的特性
会导致地球表面反射太阳辐射的能力下降，进而对大气辐射平衡产生影响。
二、研究内容和方法
本研究主要针对黑碳和沙尘气溶胶的光学特性和全球辐射强迫进行
模拟研究。
具体研究内容包括：
1. 建立黑碳和沙尘气溶胶的光学特性模型，计算其对太阳辐射的吸收、散射和透射等光学特性指标。
2. 基于地球辐射平衡模型，模拟黑碳和沙尘气溶胶对太阳辐射和地
球辐射的影响，分析它们对大气辐射平衡的影响。
3. 通过模拟分析，进一步研究黑碳和沙尘气溶胶的全球辐射强迫作用，评估它们对全球气候变化的贡献。
本研究将采用数值模拟和理论分析相结合的方法，利用已有的气溶
胶和辐射模拟系统，结合实测数据和遥感资料进行分析。
三、预期目标和意义
本研究旨在深入研究黑碳和沙尘气溶胶对大气辐射平衡和全球气候变化的影响机制，为进一步探究气溶胶在气候变化中的作用提供理论依据和实验数据。
同时，本研究结果还具有重要的应用价值，可为全球气候变化预测和环境保护政策制定提供参考。
沙尘气溶胶消光特性的初步研究1刘菲，牛生杰南京信息工程大学，南京（210044）E-mail ：liufei03y@摘 要：初步研究了沙尘粒子的辐射特性。
结果表明：沙尘气溶胶的散射效率因子、消光效率因子第一主峰的位置在0.1—1.0µm 之间，值约为4，并随着波长λi 的增大，第一主峰的位置移向大r 方向。
吸收效率因子随着r 的增长而逐渐增大，并向1趋近。
单次反照率0ϖ在粒径为0.1µm －1.0µm 之间时有最大值，约为0.97。
粒径在0.1µm －0.4µm 的这一部分粒子对总消光系数的贡献最大。
粒子在波长440nm 处的消光能力最强，随着波长的增大，粒子的消光能力逐渐减弱。
气溶胶粒子各项消光参数对复折射率虚部的变化非常敏感。
关键词：沙尘气溶胶，效率因子，消光系数，单次反照率，复折射指数中图分类号：P4221．引言气溶胶作为影响气候变化的一个重要因子，引起了全世界科学界的普遍重视[1]。
沙尘气溶胶，或称为矿物气溶胶，是对流层气溶胶的主要成分。
我国沙尘气溶胶主要来源于新疆、甘肃、内蒙的沙漠以及黄土高原等干旱和半干旱地区。
近年来，中国北方频繁发生的沙尘暴事件引起了国内外的广泛关注，沙尘暴已成为一个重要的地球环境问题。
根据IPCC [2]报告，沙尘的平均寿命约4天，平均柱垂直积分含量约32.2mg/m 2，在550nm 波长处质量消光系数0.7m 2/g 。
邱金桓等[3]采用激光雷达和光度计对1988年4月北京地区的三次沙尘暴天气过程进行了综合测定。
“黑河地区地气相互作用试验研究”期间野外实测沙尘气溶胶资料的分析结果也表明，4月份沙尘气溶胶消光系数或光学厚度比10月份大得多，0.1-1.0µm 的粒子是最主要的消光粒子。
牛生杰等[4-8]于1996年至1999年间的4月－5月深入沙漠源地(腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠、毛乌素沙地)对沙尘天气进行了系统观测,并利用飞机观测沙漠地区气溶胶，系统分析了贺兰山地区沙尘气溶胶微结构。
张文煜等[9]2001年4～9月份在腾格里沙漠沙坡头站进行地面多波段太阳直接辐射观测，研究表明该地区的气溶胶光学厚度在不同天气状况下的变化有很大差别。
辛金元[10]等也对这次观测结果进行了分析。
张仁健等[11]对2000年4月6日发生的特大沙尘暴期间沙尘粒子的分析表明：沙尘暴期间的粗粒子（d>2µm ）数浓度是尘暴后的20倍以上，细粒子（d< 2µm ）数浓度是尘暴后的7倍。
方宗义等[12]根据卫星探测的特点，针对这次华北地区大范围沙尘天气，具体探讨了用星载扫描辐射仪监测沙尘暴的原理和方法。
由于气溶胶时空分布的不确定及粒子物理、化学特性的多变性, 加上观测资料的严重缺乏, 使得气溶胶成为当今环境与气候变化研究中一个既重要又难以估计的不确定因子。
大气气溶胶对环境与气候变化的研究在很大程度上依赖于对其时、空分布状况的了解和其辐射特性的准确估计。
其中气溶胶光学厚度、消光系数、散射系数、吸收系数等是表征大气气溶胶状况的重要物理参量, 是评价大气环境污染, 研究气溶胶辐射气候效应非常关键的因子。
2．原理介绍大气气溶胶的尺度范围常取10-3µm 的分子团到101µm 的尘粒、云滴。
在本文研究的范围内，沙尘粒子的尺度相对于可见光和近红外，需运用米散射理论来处理[13]。
空气中的沙1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20050300002）的资助。
尘粒子可以近似地以球形粒子处理(实际测量表明沙尘粒子中有50%左右是球形粒子，采用等容球方法处理，仍可借用米理论进行计算) [14]。
大气质粒散射的计算，可归结为确定效率因子(包括散射效率因子Q s 、吸收效率因子Q a 、消光效率因子Q e )、单次反照率0ϖ、消光系数e β等。
消光效率因子Q e (χ,n )表示消光截面与相应的粒子几何截面之比，它是粒子尺度参数(2π)r χχλ=和复折射率n 的函数。
大气气溶胶粒子的折射率很少有直接的测量结果。
国外V olz [15]把粒子质量与KBr 混合在一起；Lin [16]和Weiss [17]等人采用“累积板式法”。
近年来，尉东胶 [18]提出了从宽谱太阳漫射辐射信息反演大气气溶胶折射率虚部的新方法。
李放等[19]运用消光差方法反演了长春净月潭1990年和1991年不同天气条件下的复折射率，平均值分别为n =1.5208－0.0190i 和n =1.5071－0.0204i 。
田文寿等[20]根据气溶胶折射率的有效媒介理论，利用兰州市区总悬浮颗粒物TSP 中元素碳的成分含量计算出兰州市区冬季大气气溶胶的复折射率平均值n =1.609－0.1i 。
阎逢旗等[21]研究得到复折射率虚部和能见度之间的对应关系。
结合同步测量的能见度，反演出大气气溶胶粒子的折射率虚部。
对于本文研究对象――沙尘气溶胶，实部n r 和虚部n i 分别取1.53和0.008。
下面我们就围绕这两个关键问题进行详细论述。
3．结果与分析3.1效率因子根据米散射理论，消光效率因子()n Q e ,χ具有随r 衰减振荡，并趋向于2的重要特性。
从图1可见，Q e 的第一主峰的位置约在0.1—1.0µm 之间，随着波长λi 的增大，第一主峰的位置移向大r 方向。
根据国内外的实测资料，恰在上面谈及的主峰区域，气溶胶谱常具有尖锐的峰值。
因此，消光效率因子（消光系数）最能反映这一区域的谱特征[22]。
但随着粒子半径r 的增加，消光因子的变化幅度逐渐减小，当r 大于5.0µm 后，消光因子Q e 对粒径r 逐渐失去敏感性，并逐渐趋向于2，即大质粒从入射光束中消除的光能量正好等于其横截面所阻拦的光能量的两倍。
所以King 等人（1978）研究认为，消光法仅可较好地反演粒径在0.1至5.0µm 之间的气溶胶谱分布特征，特别是对0.1至1.0µm 的大粒子谱分布的反演结果更为稳定。
图2是散射效率因子Q s 随粒径r 的变化。
从图中可见，Q s 的第一主峰的位置大约也在0.1—1.0µm 之间，随着波长λi 的增大，第一主峰的位置移向大r 方向。
当粒径r 很小时，Q s 远小于1，即粒子散射的能力远比投射到它的几何截面上的能量要小。
随着粒子半径r 的增加，Q s 也迅速增大，并且上升到接近4这一最大值。
当r 大于4.0µm 后，Q s 的变化幅度逐渐减小并以阻尼振荡的形式慢慢收敛，逐渐趋向于1，即对于大粒子而言，散射效率是趋向于1的。
这一变化是由于粒子的吸收性质造成的。
从图3吸收效率因子Q a 随粒径r 的变化可以看出，Q a 随着r 的增长而逐渐增大，并向1趋近。
并且粒子的吸收特性在不同波段λi 上也有所不同，440nm 波段的吸收能力明显高于其它波段。
同时结合图1和2可以看出，随着吸收的加大，Q e 和Q s 曲线上的振动逐渐减小，并且最终消失。
图4中用双对数坐标以440nm 上的数据为例，描述了散射效率因子随尺度参数χ的变化，揭示了散射效率因子的另一些特征。
从图中可以看出，在χ接近1的位置，曲线的斜率约等于4。
因为χ和λ成反比，这一斜率也表示散射和λ－4成正比。
即瑞利散射的情形。
在图中可以看到，当χ值加大时（不论是因为粒子半径的增大还是波长的变短），曲线的斜率要减小，表示从瑞利散射过渡到米散射。
当χ＝3.6时，Q s=4.1，为最大值。
这表明当沙尘粒子的半径接近为波长的一半时，它的散射最为有效。
图1 消光效率因子随粒径r的变化Fig 1 extinction efficiency varieties with r图2 散射效率因子随粒径r的变化Fig 2 scattering efficiency varieties with r图3 吸收效率因子随粒径r 的变化 Fig 3 absorbing efficiency varieties with r图4 散射效率因子随尺度参数χ的变化Fig 4 scattering efficiency varieties with χ 3.2单次反照率单次反照率0ϖ代表光束受到散射的百分比，即总消光中散射消光的份数。
这是最能反映气溶胶粒子散射消光特性的量。
0ϖ越大，表示粒子的散射能力越强。
对无吸收的纯散射来说，0ϖ＝1。
从图5可以看出单次反照率0ϖ随粒径r 的变化特征。
在粒径等于0.1µm 至1.0µm 之间时，单次反照率0ϖ有最大值，约为0.97，这一结果与段民征等[23]获得的乡村型气溶胶0ϖ的气候平均值接近。
随着粒径的增大，0ϖ逐渐减小并且趋于0.5。
这表明粒径在0.1µm 至1.0µm 的粒子具有较强的消光作用。
D`Almeida G [24]认为：可见光波段占据了总太阳辐射能的很大部分，大气沙尘粒子单次反照率0ϖ在可见光波段甚至近红外谱段接近中性，即0ϖ随波长的变化很小。
这一点可从图中670nm 、870 nm 、936 nm 和1020 nm 波段的曲线看出。
这四条曲线相互都比较接近。
而440 nm 波段的曲线与之偏离的相对较远，这与单次反照率对复折射率虚部有很强的依赖性有关[25]。
图5单次反照率随粒径r 的变化Fig 5 single scattering albedo varieties with r3.3消光系数气溶胶消光系数是指太阳直接辐射通过大气时受到的削弱程度。
它的大小与气溶胶的种类和太阳直接辐射的波段有关，但总的来说是比较稳定的。
图6给出了不同尺度粒子对消光系数的贡献。
可以看到，所有粒子的总消光系数和曲线下方的面积成正比，并且对总消光系数贡献最大的是半径在0.1µm －0.4µm 的这一部分粒子，消光的峰值出现在粒径约为0.2µm 处，36.0)440(=e βkm -1。
随着粒径的增大，消光系数迅速减小，当粒径增大到1.0µm 时，消光系数已经接近于0。
其次，从消光系数随波长的变化可以看出，气溶胶粒子在440nm 处的消光能力最强，随着波长的增大，粒子的消光能力逐渐减小，而且波长440nm 处的消光系数较其它波长处减小的更快。
但同时也发现，消光系数与波长的关系并不是单一的，这一点可以从粒径在0.4µm －1.0µm 这段曲线看出，在这个粒径范围内，各波长上的曲线相互交错，没有明显的规律可循。
很多研究表明[26]，消光系数随波长的变化，一般都可以写为：γλβ1•=A e其中A 为常数，指数γ可以从4（适用于瑞利散射和非常小的粒子）变到0（适用于雾对可见光或近红外的散射）。
