不同数值模式模拟黑碳气溶胶光学特性的差异分析
摘要
大气黑碳气溶胶具有强吸光能力，由于形状和混合结构十分复杂，其光学特性具有较大不确定性。使用三维仿真建模工具EMBS建立不同分形维数（Df为1.8和2.6）和混合结构的黑碳单颗粒模型，采用耦合离散偶极近似（DDA）方法计算光吸收强度（Eabs）、单次散射反照率（SSA）和光吸收截面（Cabs），并与多球T矩阵（MSTM）和Mie散射方法的计算结果进行对比。研究发现MSTM模型的Eabs结果对包裹程度F比较敏感，而DDA模型的Eabs结果对黑碳包裹层厚度的敏感性更高。DDA和MSTM模拟结果的差异主要来源于：1）DDA和MSTM方法中黑碳聚集体和包裹层形状的差异造成Eabs和Cabs的相对偏差分别为20%和23%；2）黑碳包裹层的相对位置变化导致光学结果具有2%~4%的相对偏差。因此DDA和MSTM方法的模型形状和结构差异导致光学模拟结果可能出现较大差异。
引用本文（GB/T 7714）
范哲源 Fan Zheyuan, 王园园 Wang Yuanyuan, 李卫军 Li Weijun, 等. 不同数值模式模拟黑碳气溶胶光学特性的差异分析[J]. Acta Optica Sinica, 2023.
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