показатель степени Ангстрема

Математический параметр

Показатель Ангстрема ^{[1] [2]} или показатель Ангстрема ^{[3] [4]} или показатель поглощения Ангстрема — это параметр, который описывает, как оптическая толщина аэрозоля обычно зависит от длины волны света.

Определение

В 1929 году шведский физик Андерс К. Ангстрем обнаружил, что оптическая толщина аэрозоля зависит от длины волны света по степенному закону

${\displaystyle {\frac {\tau _{\lambda }}{\tau _{\lambda _{0}}}}=\left({\frac {\lambda }{\lambda _{0}}}\right)^{-\alpha }}$

где — оптическая толщина на длине волны , а — оптическая толщина на опорной длине волны . ^{[5] [4]} Параметр — показатель Ангстрема аэрозоля. ${\displaystyle \tau _{\lambda }}$ ${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle \tau _{\lambda _{0}}}$ ${\displaystyle \lambda _{0}}$ ${\displaystyle \alpha }$

Значение

Показатель Ангстрема обратно пропорционален среднему размеру частиц в аэрозоле: чем меньше частицы, тем больше показатель. Например, капли облаков обычно крупные, и поэтому у облаков очень малый показатель Ангстрема (почти нулевой), а оптическая глубина не меняется с длиной волны. Вот почему облака кажутся белыми или серыми.

Это соотношение можно использовать для оценки размера частиц аэрозоля путем измерения его оптической толщины на разных длинах волн.

Определение показателя степени

В принципе, если известны оптическая толщина на одной длине волны и показатель Ангстрема, то можно вычислить оптическую толщину на другой длине волны. На практике измерения оптической толщины аэрозольного слоя производятся на двух разных длинах волн, и показатель Ангстрема оценивается из этих измерений с использованием этой формулы. Затем можно вывести оптическую толщину аэрозоля на всех других длинах волн в пределах диапазона применимости этой формулы.

Для измерений оптической толщины и , выполненных на двух разных длинах волн и соответственно, показатель Ангстрема определяется выражением ${\displaystyle \tau _{\lambda _{1}}\,}$ ${\displaystyle \tau _{\lambda _{2}}\,}$ ${\displaystyle \lambda _{1}\,}$ ${\displaystyle \lambda _{2}\,}$

${\displaystyle \alpha =-{\frac {\log {\frac {\tau _{\lambda _{1}}}{\tau _{\lambda _{2}}}}}{\log {\frac {\lambda _{1}}{\lambda _{2}}}}}\,}$

В настоящее время показатель Ангстрема обычно оценивается путем анализа измерений радиации, полученных на платформах наблюдения за Землей , таких как AErosol RObotic NETwork или AERONET .

Смотрите также

• Экстраполяция Лэнгли

Ссылки

1. Грегори Л. Шустер, Олег Дубовик и Брент Н. Холбен (2006): "Показатель Ангстрема и бимодальные распределения размеров аэрозоля". Журнал геофизических исследований: Атмосферы , том 111, выпуск D7, статья D07207, страницы 1-14. doi :10.1029/2005JD006328
2. Итару Сано (2004): "Оптическая толщина и показатель Ангстрема аэрозолей над сушей и океаном по данным космической поляриметрии". Advances in Space Research , том 34, выпуск 4, страницы 833-837. doi :10.1016/j.asr.2003.06.039
3. DA Lack1 и JM Langridge (2013): «О приписывании поглощения света черным и коричневым углеродом с использованием показателя Ангстрема». Atmospheric Chemistry and Physics , том 13, выпуск 20, страницы 10535-10543. doi :10.5194/acp-13-10535-2013
4. Ji Li, Chao Liu, Yan Yin и K. Raghavendra Kumar (2016): "Численное исследование показателя Ангстрема черного углеродного аэрозоля". Журнал геофизических исследований: Атмосферы , том 121, выпуск 7, страницы 3506-3518. doi :10.1002/2015JD024718
5. Андерс Ангстрём (1929): «Об атмосферной передаче солнечной радиации и о пыли в воздухе». Geografiska Annaler , том 11, выпуск 2, страницы 156–166. doi :10.1080/20014422.1929.11880498

• Третий оценочный доклад МГЭИК подробно освещает взаимодействие аэрозолей и климата.
• Куо-нань Лиу (2002) Введение в атмосферную радиацию , Международная геофизическая серия, № 84, Academic Press, 583 стр., ISBN 0-12-451451-0 . 

Внешние ссылки

• Страница коэффициента Ангстрема на сайте NASA GSFC.
• AERONET: международная сеть солнечных фотометров, измеряющих свойства аэрозолей.
• Пространственные распределения коэффициента Ангстрема, полученные из MISR .