数据反演:理论

数据反转算法

我们使用反演的方法用正则化与约束,这已经发展成用于从多波长激光雷达观测对流层粒子的微物理参数的检索的标准方法。物理颗粒性能的轮廓遵循从纵和光谱分辨的颗粒反向散射和粒子的消光系数的数值反演。光学数据都涉及到通过第一类Fredholm积分方程的物理量:

Data 逆温 Algorithms - figure 1

用拉曼激光雷达测量反向散射和消光系数作为输入到在右手侧示出的积分方程。一个3 + 2拉曼激光雷达的每个测量由3个+ 2的数据集的配置文件。在实际应用中,我们求解方程的每个高度层并且以这种方式,我们得到所研究的微物理参数的分布。

大气气溶胶的体积分布可以通过所谓的对数正态分布来近似;他们具有高斯状,当我们使用对数粒子半径的规模。我们求解体积粒径分布的上述等式。在实际应用中,这意味着我们必须由基函数B的线性组合近似体积尺寸分布j(R)与他们的权重因子加权的瓦特j。的三角形功能与它们各自的权重因子的线性组合,然后为我们提供了所研究的颗粒尺寸分布的近似。

Data 逆温 Algorithms - figure 2

核函数描述半径和复合折射率和特定波长的单个颗粒的光散射性质。

Data 逆温 Algorithms - figure 3

这些内核函数的主要成分是反向散射和消光效率qi(R,M,λk)。如果我们假设球形颗粒的形状,我们可以申请 米氏散射 理论计算这些效率。下面的图显示多达3 mm的半径为颗粒反向散射和消光效率的两个例子。 0I(虚部)和1.5 - - 0.0i效率分别为1.5(实部)的颗粒复数折射率的假设下计算的。第一种情况下描述了非吸收性颗粒。在第二种情况下,0.05i的虚部描述了强烈吸光颗粒。

Backscatter efficiency graph and Extinction efficiency graph