大气气溶胶成分的改变对空气污染以及气候变化都有重要影响。遥感能在不破坏气溶胶自然状态的前提下探测气溶胶的成分特性。基于OPAC(optical properties of aerosols and clouds)模型对黑碳(BC)、水溶成分(WASO)、不可溶成分(INSO)、沙尘(DUST)四种气溶胶成分的微物理和光学特性的描述,利用太阳-天空辐射计获取的地基遥感观测,对2014年北京APEC会议前、会中、会后的气溶胶各成分含量及其光学厚度进行定量反演研究。结果显示,APEC会前、会中、会后的光学厚度(440 nm)平均值分别是0.72、0.25、0.57,会中的气溶胶光学厚度明显小于会前和会后,其中INSO成分的光学厚度贡献占主导地位。APEC会前BC、WASO、INSO、DUST质量浓度分别为0.8μg/m^3、139.6μg/m^3、184.2μg/m^3、194.3μg/m^3,APEC会中四种成分质量浓度分别为1.1μg/m^3、56.4μg/m^3、40.3μg/m^3、7.8μg/m^3,APEC会后质量浓度分别为1.0μg/m^3、126.6μg/m^3、157.1μg/m^3、30.9μg/m^3,除了BC成分在会议期间无显著变化外,会中WASO、INSO、DUST成分的质量浓度数值明显低于会前和会后,这说明APEC会议期间北京地区采取的保障措施对空气质量提升起到了较好的作用。利用AE-51黑碳仪对反演的BC质量浓度进行验证,发现遥感反演的BC质量浓度与在位观测具有良好的一致性,相关系数R^2=0.68.
视场角(field of view,FOV)是太阳辐射计的基础参数,也是太阳辐射计传递定标方法和室内积分球光源对比定标方法的关键参数,获取高精度的FOV是提高此类定标方法精度的重要手段。基于矩阵扫描测量方法,针对CE318型太阳辐射计,研制了激光光源测量FOV系统,并将测量结果与传递定标法进行了对比验证。结果表明:基于激光光源的矩阵扫描测量效果最好,不确定度为0.4%~1.1%;而基于太阳光源矩阵扫描测量受太阳运动的影响,因此有一定的发散角,导致测量结果比激光光源测量结果小约1.3%~1.4%。此外,在太阳辐射计历史定标系数较多时,激光光源测量结果与传递定标法计算的FOV结果一致性较好,说明传递定标法在历史数据多时也可以得到较精确的FOV结果。
A transfer method is introduced to derive the normalized radiance for CE318 Sun/sky radiometer using viewing solid angles and extraterrestrial calibration constants. The new transfer method has a good consistency at different parts of the sky scanning. Error analysis suggests that the uncertainty of the transferred method is about 2.0%-2.4%. The normalized radiances are used as input of the aerosol inversion to test the performance of the new transfer method. The residuals of the inversion (e.g., difference between fitted and measured radiance) are chosen as the index of the radiance calibration accuracy. Analyses of one year's measurements in Beijing suggest an average sky residual of 3.3~ for almucantar scanning (while 3.7% for the AERONET method), which suggest a better accuracy of the transfer method when used in aerosol retrieval.