دسته‌بندی هواویزهای جوی به‌وسیله تابع فازی قطبیده با استفاده از داده‌های قطبیده شیدسنج خورشیدی

نوع مقاله : Original Articles

نویسندگان

1 استادیار گروه فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه زنجان

2 دانشیار گروه فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی در علوم پایه زنجان و عضو پژوهشکده تغییر اقلیم دانشگاه تحصیلات تکمیلی در علوم پایه زنجان، زنجان

چکیده

دسته‌بندی هواویزهای جوی یکی از مباحث مهم در سنجش از دور هواویزها توسط ابزارهای فضابرد و هوابرد و زمین‌پایه است. تابع فازی قطبیده هواویزها معیاری از قطبش نور پراکنده‌شده خورشید توسط ذرات مایع یا جامد معلق در جو زمین است. در این مقاله توانایی دسته‌بندی هواویزهای جوی توسط پارامتر تابع فازی قطبیده برای جو شهر زنجان بررسی می‌شود. برای این کار، پارامترهای عمق اپتیکی هواویزها، نمای آنگستروم، سپیدایی پراکندگی تک‌باره و تابع فازی قطبیده هواویزها بررسی می‌شود. عمق‌اپتیکی هواویزها معیاری از میزان ذرات هواویزها در ستون قائم از جو زمین است. نمای آنگستروم معیاری کیفی از اندازه ذرات غالب در جو است که از داده‌های عمق اپتیکی هواویزها در سه طول‌ موج به‌دست می‌آید. سپیدایی پراکندگی تک‌باره معیاری از جذب ذرات هواویز جوی را نشان می‌دهد. تابع فازی قطبیده نیز معیاری از میزان قطبش خطی نور پراکنده‌شده از ذرات هواویز را نشان می‌دهد. این پارامترها از اندازه‌گیری شیدسنج خورشیدی قطبیده CE318-2 در بازه زمانی بهمن ۱۳۸۸ تا دی ۱۳۹۱ استخراج می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند، بیشینه مقدار تابع فازی قطبیده همبستگی خطی بسیار خوبی (95/0=R) با پارامتر نمای آنگستروم دارد. هم‌چنین این پارامتر همبستگی خطی منفی ‌(76/0-=Rو 33/0- =R) به‌ترتیب با عمق اپتیکی هواویزها و سپیدایی پراکندگی تک‌باره دارد. بنابراین پارامتر تابع فازی قطبیده توانایی دسته‌بندی هواویزهای شهری-صنعتی که در ناحیه‌ کمربند غباری قرار دارند، را دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Classification of Atmospheric Aerosols by Using polarized Phase Function of Polarized Sun-Photometer Measurements

نویسندگان [English]

  • Ali Bayat 1
  • Hamid Reza Khalesifard 2
  • Amir Masoumi 1
1 Assistant Professor, Department of Physics, Faculty of Physics, University of zanjan, Zanja
2 Associated Professor, Department of Physics, Faculty of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences, Zanjan
چکیده [English]

Classification of atmospheric aerosols is one of the important topics in the airborne and ground-based instruments remote sensing. Polarized sky radiance resulting from interaction between sunlight and atmospheric particles strongly depends on the presenceof aerosols in the atmosphere, and can be monitored by looking at the aerosol polarized phase function. In this paper, the ability the polarized phase function to classify atmospheric aerosols has been investigated for the atmosphere of the Zanjan. To do this, aerosol optical depth (AOD), Angstrom exponent (α), single scattering albedo (SSA), and polarized phase function have been retrieved from the measurements of SPM in the period of February 2010 to December 2012. The results show that the maximum valueof aerosol polarized phase function is strongly correlated (R = 0.95) with the Angstrom exponent. Furthermore the polarized phase function shows a moderate negative correlation with respect to the atmospheric aerosol optical depth and single-scattering albedo (R =−0.76 and−0.33, respectively). Therefore the polarized phase function can be regarded as a key parameter to characterize the atmospheric particles of the region –a populated city in the semi-arid area and surrounded by some dust sources of the Earth’s dust belt.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Aerosol
  • Sun-photometer
  • Polarized phase function
  • classification
  • Dust belt

مراجع

  1. IPCC, Climate Change 2007: “The Physical Science Basis”. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K. B., Tignor, M., and Miller, H. L. (Eds.), Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University, 2007.
  2. Dubovik, O., Holben, B. N., Eck, T. F., Smirnov, A., Kaufman, Y. J., King, M. D., Tanre´, D., and Slutsker, I. “Variability of absorption and optical properties of key aerosol types observed in worldwide locations”, J. Atmos. Sci., (2002)590–608.
  3. Holben, B. N., Eck, T. F., Slutsker, I., Tanre, D., Buis, J. P., Setzer, A., Vermote, E., Reagan, J. A., Kaufman, Y. J., Nakajima, T., Lavenu, F., Jankowiak, I., and Smirnov, A. “AERONET-A federated instrument network and data archive for aerosol characterization”, Remote Sensing of Environment, (1998)1–16.
  4. Bayat, A., Masoumi, A., and Khalesifard, H. R. “Retrieval of atmospheric optical parameters from ground-based sun-photometer measurements for Zanjan, Iran”, Atmospheric Measurement Techniques, (2011)857–863.
  5. Masoumi A., Khalesifard H. R., Bayat A., and Moradhaseli R. “Retrieval of aerosol optical and physical properties from ground-based measurements for Zanjan, a city in Northwest Iran”, Atmospheric Research, (2013)343–355.
  6. Bayat, A., Khalesifard, H. R., and Masoumi, A. “Retrieval of aerosol single scattering albedo and polarized phase function from polarized sunphotometer measurements for Zanjan’s atmosphere”, Atmospheric Measurement Techniques, accepted, (2013).
  7. Prospero, J. M., Ginoux, P., Torres, O., Nicholson, S. E., and Gill, T. E. “Environmental characterization of global sources of atmospheric soil dust identified with the nimbus 7 total ozone mapping spectrometer (TOMS) absorbing aerosol product”, Reviews of Geophysics, (2002), 1002–1032.
  8. Giles, D. M., Holben, B. N., Eck, T. F., Sinyuk, A., Smirnov, A., Slutsker, I., Dickerson, R. R., Thompson, A. M., and Schafer, J. S. “An Analysis of AERONET Aerosol Absorption Properties and Classifications Representative of Aerosol Source Regions”, J. Geophys. Res., (2012)117, D17203.
  9. Vermeulen, A., Devaux, C., and Herman, M. “Retrieval of the scattering and microphysical properties of aerosols from groundbased optical measurements including polarization: I. Method”, Appl. Optics, (2000)6207–6220.
  10. Lenoble, J., Herman, M., Deuz´e, J. L., Lafrance, B., Santer, R., and Tanr´e, D. “A successive order of scattering code for solving the vector equation of transfer in the earth’s atmosphere with aerosols”, J. Quant. Spectrosc. Ra., (2007)479–507.
  11. Li, Z., Goloub, P., Devaux, C., Gu, X., Qiao, Y., and Zhao, F. “Retrieval of aerosol optical and physical properties from ground-based spectral, multi-angular and polarized sun-photometer measurements”, Remote Sens. Environ., (2006)519–533.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار