基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法

基于0.86 um 波段气溶胶的体散射数据,提出了一种新的尺度谱反演方法。根据大气气溶胶尺度谱特征,将尺度谱函数n(r)分解为趋势变化函数H(r)和细节变化函数(r),并构造了一组新的基函数对(r) 进行参数化逼近,然后严格照Mie 散射理论,采用Tikhonov 正则化对尺度谱函数进行了反演。采用城市型、乡村型和海洋型气溶胶的尺度谱实测数据进行反演仿真,结果表明,在粒径0.2~10 um 区间、噪声不大于50%的条件下,实际与反演的尺度谱曲线相关系数高于0.98,表现出良好的抗噪声能力;针对小尺寸段(r0.2 um)反演结果的不稳定性,提出了小尺寸段的荣格分布修正法与细模态参数补偿法,模拟结果表明,两种方法对尺度谱修正效果较理想,在0.1~10 um 区间,实际与反演尺度谱曲线相关系数大于0.97。与基于遗传算法的尺度谱反演方法相比,该方法效率高,耗时短,且对尺度谱函数细节变化特征反演较好。