带电沙尘暴中的辐射传输理论研究

成果编号：9642022R0053

第一完成单位名称：宁夏大学

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成果简介：

风沙电现象在风沙物理学研究中已被大量实验所证实，而颗粒表面带电会显著增强沙尘颗粒对电磁波的散射和吸收作用也被许多文献所报道，但是现有大气辐射传输模型以及沙尘环境下遥感数据处理研究均未考虑颗粒带电这一因素，这必将导致相关结果的可靠性需要质疑。针对这一问题，项目深入研究了真实环境条件下带电颗粒电磁散射特性的物理建模和数值仿真研究，重点讨论了颗粒温湿度、外部环境电场强度的影响，分析了表面电荷对颗粒光学性质产生作用的物理机制，进而讨论了颗粒系统的微波辐射特性。另外，我们首次开展了沙尘天气大气电场沿高程分布的探空实验，基于此分析了沙尘天气颗粒带电极性的空间变异特性；建立了新的颗粒起电机制模型，讨论了利用微波频段雷达对沙尘暴进行遥感监测的可行性，并联合相关单位进行了初步的野外实验，对相关理论的可靠性进行了验证。项目成果对于提高沙尘暴结构信息遥感精度、发展新的沙尘暴监测手段具有重要现实意义。项目执行中发表高水平论文8篇，出版学术著作1部，培养硕士研究生4人。