一款新型高精度全自动多波段太阳光度计
一款新型高精度全自动多波段太阳光度计
黄冬;李新;张艳娜;张权
【摘要】研制一种高精度全自动可实时测量、远程控制覆盖可见-近红外多波长太阳光度计PSR-2,可实现太阳直射辐照度、天空辐亮度(主平面、等天顶角)、气溶
胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量的实时测量和显示,具有各通道独立同时
测量、精确的温度控制、精确的太阳跟踪等检测功能.PSR-2在本单位自研PSR-1
的基础上进行改进,经受住长时间沙漠风沙和雨水侵蚀的测试,具有能够长时间有效
稳定观测、更加小型化、数据处理更便捷和更高的性价比等特点.在敦煌给仪器进
行了Langley法标定和仪器温控性能测试,结果显示PSR-2 Langley定标拟合直线相关性高于99％,恒温仓温度稳定在在(25±0.3)℃,与国外行业标准CE318的合肥、敦煌两地实际测量结果对比,PSR-2气溶胶光学厚度和大气柱水汽含量偏差分别在0.02和0.1以内,并进行了误差分析.
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2019(040)001
【总页数】8页(P105-112)
【关键词】太阳光度计;定标;温控;气溶胶光学厚度;水汽
【作者】黄冬;李新;张艳娜;张权
【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点
实验室,安徽合肥230031;中国科学技术大学,安徽合肥230026;中国科学院安徽光
学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥
230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学技术大学,安徽合肥230026
【正文语种】中文
【中图分类】TN219
引言
太阳辐射是驱动地球-大气系统以及天气和气候变化的动力，也是气候变化、天气
预报、大气环境等领域的重要研究对象。同时，在地球表面进行太阳辐射测量，对于研究太阳辐射对地球生物影响和合理有效利用太阳能源有着很重要的作用[1]。
太阳光度计是用来测量太阳光谱特性的仪器，它测得的直射太阳辐射数据可用来反演计算大气透过率、消光光学厚度、气溶胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量。它的天空扫描数据可以用来反演大气气溶胶粒子尺度谱分布及气溶胶散射相函数。因此，太阳光度计不仅仅是一种大气气溶胶环境监测仪器，也可在遥感卫星及遥感器辐射定标时进行大气光学参数测量。国外许多国家已经研制出全自动太阳光度计，像日本的干涉滤光太阳辐射计POM02,法国的CMEL公司生产的CE318等。国内，北京大学早期研制了七波段辐射计[2]。中国科学院安徽光学精密机械研究所自1989 年以来，经过不断改进已发展了多种型号的便携式自动太阳辐射计[3]，但未形成商业化应用。随着国家对大气科学研究的重视，越来越多的遥感应用单位需要使用太阳光度计，但国内市场没有商业化的产品，都需要从国外进口，价格相对昂贵，费用较高；此外，国外商业化仪器也存在部分不足，一是温控问题。由于极端低温，在极地进行基于太阳直射和天空光散射的地基气溶胶遥感观测时，通常会遇到一些特殊问题，进行Langley 定标如果不进行温度订正，Langley 定标系数的
误差可达2%[4]，同时，气溶胶光学厚度对太阳直接辐照度的测量精度十分敏感，
很小的测量偏差都能够在气溶胶光学厚度上反映出来，特别是Si光电二极管在近
红外波段温漂较大，能达到0.5%/℃。二是时间问题，例如AERONET监测网统
一采用法国CIMEL公司生产的CE318，采用滤光片转轮实现各个通道的测量，这样9个测量通道并非同一时刻测量，在天气变化或者大气扰动较为剧烈的情况下，会引起各个通道测量的并非同一时刻。这些均影响仪器的观测精度，因此研制出性价比高、用户更易操作的高精度全自动太阳光度计成了必要。
本文主要介绍了本单位最新研制的便携式高精度全自动太阳光度计PSR-2的组成，光机设计和太阳跟踪结构设计，电子学设计和定标方法，将仪器带到敦煌遥感卫星辐射校正场进行实验，在敦煌对仪器的温控功能进行了测试，并分别与在合肥、敦煌两地与同步观测的CE318进行对比，验证PSR-2的测量结果和性能是可靠的。
1 整机设计
太阳光度计包括光机头部、二维转台、通信模块、控制箱、环境传感器和支架，太阳辐射计的系统结构示意图如图1所示。为了保证太阳光度计可以在野外环境中
长期稳定运行，太阳光度计外壳整体设计采用比重较轻、防腐蚀性能良好的铝合金，表面处理的本色氧化层厚度10 μm～15 μm，为保证仪器外壳散热良好，不做外
表喷塑处理；太阳光度计内部铝合金材料进行普通的本色氧化处理(7 μm～8 μm)，其中仪器前半部分的内部除了本色阳极化处理之外，还需发黑处理。
图1 太阳光度计总体设计图Fig.1 General design of solar photometer
1.1 光学机械设计
太阳光度计PSR-2光机头部分为前后两个部分，前半部分主要是光路部分，后半
部分主要是电学部分。太阳光度计的测量结构示意图如图2所示。太阳光度计的
光路组件由视场光阑、消杂光光阑、孔径光阑、滤光片和探测器等组成。在仪器的前半部分设有石英玻璃窗，起到防护和密封的作用；采用UV无影胶水将石英玻璃与光窗基座固定，光窗基座与前部外壳之间有硅橡胶O型圈。石英玻璃窗的内侧
位于同一圆周上安装有8个视场光阑，能够相互独立工作，解决了各通道不能同时工作的问题。石英玻璃窗的内侧中心设有衰减片，后部是四象限光阑筒及其放大电路；四象限前置放大电路板的后方设有步进电机，在步进电机上安装有挡光轮。当进行太阳直接辐射照度的测量时打开光路，不进行测量或者测量暗电流时关闭光路，避免由于长时间暴晒导致滤光片透过率和光电探测器响应率的衰变。
图2 太阳光度计的结构示意图Fig.2 Structure of solar photometer
1.2 电子学设计
高精度全自动多波段太阳光度计的电子学部分实现8个通道的直射、天空辐亮度的观测，这部分的内容是利用光电探测、前置放大、数据采集完成。每次的数据采集模式是利用主控电路控制二维转台完成不同的测量功能，并将测量的数据经过北斗通讯模块传递到接收端。光度计实现市电和太阳能供电的需求，经过电源管理模块切换不同的供电工作模式。为了保证仪器工作的稳定性和可靠性，仪器增加了环境测量模块，利用雨水传感器、温湿度传感器、压力传感器实现光度计工作的自我保护。仪器整体的电子学工作流程如图3所示。在以前仪器的基础上，首次增加了温控模块，温度场的变化会带来滤光片中心波长的偏移、探测器响应度的增大、放大电路温漂和孔径光阑的变化，因此，精密温控是保证测量数据精确的前提。图3 太阳光度计电子学工作流程图Fig.3 Solar photometer electronics working flow chart
1.3 太阳跟踪设计
为了保证测量精度，仪器采用视日跟踪和光电跟踪相结合的方式，这种方法可以进行全天候的跟踪，并且通过闭环反馈来消除累计误差。
工作流程如图4所示，首先计算太阳的当前位置，得到仪器当前位置和太阳位置的角度差，如果大于四象限探测器所能接收的范围，启动开环自动跟踪模式，如果到达光电探测器所能接收的范围后，进入精密跟踪模式，通过四象限探测器上的太
阳光斑位置，驱动二维转台转动，直到仪器精确对准太阳为止。其中二维转台采用涡轮蜗杆传动方式，掉电自锁，水平采用滑环结构，能够360°无限位旋转。可以
通过通信接口RS232与外部控制器相连，由指令控制及回传功能，可以控制定位
分辨率在±0.01°的范围之内。
1.4 通信模块及配套软件
远程数据中心通过通信模块接收仪器的数据，并发送指令，完成远程无线数据传输和交互。利用通信模块实现测量数据自动传输到实验室的服务器上，可以远程查看仪器的数据以及工作状态，并根据需要通过仪器串口或者配套软件向仪器发送控制指令，控制仪器的工作方式。通信模块我们设计验证了两种方案，分别为北斗短报文模块和GPRS模块。
仪器将观测数据存储到自带的存储设备中，并通过计算机串联接口输出，配套软件可通过接收北斗终端远程自动接收和实时图形化显示观测数据，并通过数据处理功能完成数据的选择、合成和大气参数等的计算。同时也将数据上传到网络服务器上，可随时随地通过网络和仪器编号下载历史数据，由以下几个部分组成，如图5所示。
图4 太阳跟踪流程图Fig.4 Sun tracking flow chart
图5 配套软件设计组成图Fig.5 Composition of supporting software design
2 仪器的功能和指标
PSR-2可通过跟踪太阳进行太阳直接辐照度观测和天空辐亮度观测。太阳直射光
可用来反演大气气溶胶光学厚度、大气柱水汽等[5-8] 。在天空辐亮度观测模式中，设计了2种观测模式，分别是主平面观测模式和等纬圈观测模式，如图6所示。
其中主平面观测模式是指在太阳所在平面内(与太阳等方位角)，沿天顶方向扫描测量，测量角度为(-85°～+85°)。等纬圈观测模式是指在太阳所在天顶角上，方位
角在0～360°范围内扫描测量。天空辐亮度可用来改进气溶胶粒子大小和光学参
数等反演，也可用来直观反映天空是否有云。
图6 太阳辐射计的主平面测量(a)和等纬圈测量(b)Fig.6 Main plane measurement (a) and almucantar measurement (b) of solar radiometer PSR-2所能达到的性能和指标如表1所示。
表1 PSR-2性能指标Table 1 Performance indicators of PSR-2性能指标光谱
波段/nm8个波段:365,412,500,610,675,862,940,1 024光谱带宽/nm10总视场
角/(°)1最小扫描角/(°)2跟踪精度/(°)±0.1温控温度/℃25±0.3观测项目太阳直接辐照度测量、主平面扫描、平纬圈扫描通信方式计算机串联接口输出;北斗远程数
据传输环境感知温度、湿度、雨水、气压电源供电太阳能/24VDC/220VAC工作
温度/℃-40～+70数据存储可实现180天数据存储,可进行历史数据重传工作环境0～100%RH断电工作可实现断电后的3天工作
3 仪器定标
太阳光度计长期放置在野外，滤光片和探测器等部分元件参数难免会发生变化，从而影响仪器整体的响应度，因此需要定期对其进行绝对辐射定标以保证其观测精度。
3.1 直射通道辐射照度
太阳直射通道照度定标可采用Langley法和主仪器传递定标法。Langley法中
ln(V·R2)与m呈线性关系
ln(V·R2)=-mτ+lnV0
(1)
式中:V是观测仪器在地面测量的太阳直射信号; V0是在大气外界测量太阳的仪器
信号;R是归一化的日地距离，m等于大气质量数;τ是大气光学厚度。太阳辐射计
V0的精度决定气溶胶光学厚度的精度。Langley法是外场常用的太阳光度计定标
法[9]。由于传统的定标方法受成本等限制，因此发展了实验室内以积分球为光源
的室内对比定标方法[10]。此外，目前还有一种基于室内高精度绝对辐射源的相关
定标方法研究[11],未来可以实现主仪器的室内定标。2018年5月2日敦煌当天天气非常晴朗，能见度25 km以上，无风无云，适合定标，在敦煌遥感卫星辐射校
正场基地楼顶对PSR-2进行外场Langley法定标，拟合直线如图7所示，其中940 nm通道用改进的Langley法进行定标[7,12]，最后得到各通道的V0、相关
系数R和标准偏差如表2所示。
表2 八波段标定值、相关系数、标准偏差Table 2 Calibration values, correlation coefficient and standard deviation of 8 wavebands波长
/nmV0/mvRSD36563 3410.997 080.009 6341249 8050.999 160.004 3950020 5990.998 630.003 261050 7500.998 850.002 9167547 9540.998 890.002 3886256 4850.998 180.002 4394051 6720.998 920.003 51102439 7030.999 070.00 161
图7 Langley拟合直线(2018-05-02)Fig.7 Langley fitting straight line(2018-
05-02)
3.2 天空辐亮度
太阳辐射计观测一般常采用实验室内经过绝对辐射定标的积分球作为光源，将太阳辐射计的天空光测量信号标定为辐亮度[13]，还可以用“标准灯+参考板”法进行辐亮度定标，如图8所示。此外，还有不依赖于积分球辐亮度绝对值的传递定标[14]。
“标准灯+参考板”法中标准光源采用的是额定功率为1 kW的石英-卤素灯，溯
源于中国计量科学研究院。标准灯和消杂光光阑安装在平行导轨上，调节灯丝、消杂光光阑和参考板中心同轴。直流稳流源为标准灯提供电源，预热30 min之后，正常工作电流为8.1 A。直流标准电阻和数字万用表用于实时监测稳流源的电流输出，PSR放置在平移台上，光轴与参考板平面呈45°，视场中心对准参考板的中心。图8 “灯+板”定标系统示意图Fig.8 Schematic diagram of lamp+board
calibration system
图9 “灯+板”定标系统实物图Fig.9 Physical map of lamp+board calibration system
PSR-2波段i响应度符合(2)式：
(2)
式中:i是PSR的波段号；Lpannel(λ)是参考板的光谱辐射亮度；RSRi(λ)是太阳光度计的相对光谱响应函数；DNi是对地辐射计与PSR波段的输出DN值。只要标准灯与参考板之间的距离确定，参考板的光谱辐射亮度可表示为
(3)
(4)
式中：ρpannel(λ)是参考板在仪器观测方向上的反射率；d是标准灯与参考板之间的距离；d0是标准灯的校准距离，为500 mm；Ed0(λ)是距离标准灯灯丝d0处的光谱辐射照度，由计量院以金点黑体为基准，依据普朗克黑体辐射定理传递，Ed(λ)是距离标准灯灯丝d处的光谱辐照度，可根据照度平方反比定律计算得到。实验室中，标准灯放置位置是按照标准灯的校准距离放置的，故可得到(5)式：
(5)
4 仪器精度验证与分析
2018年5月2日，用PSR-2在敦煌卫星辐射校正场基地楼顶的观测数据进行了Langley法定标(见图7)，得到各通道的定标系数(见表2)，进行了仪器温控性能测试验证。并处理了该仪器在合肥地区观测的历史数据[15]，并与同时同地观测的
CE318DP系列仪器进行了对比。由于两台仪器的中心波长不同，我们采用卫星在轨场地定标中需要导入大气传输模型6S、MODTRAN的550 nmAOD进行对比，550 nmAOD由其他两个通道的AOD通过最小二乘法拟合得到。
实验期间，用PSR-2的实测恒温仓温度数据与同步观测的地面气象站测量数据比较，图10给出了两仪器相同时间段的对比图。由图可以看出，当地5月1、2日7：00-21:30环境的最大温差约25℃，但PSR-2内部恒温仓的温度基本不变
(25±0.3℃)。在敦煌夏季和冬季，观测仪器面临着直射约50℃高温和零下15℃的低温，这难免会影响仪器的观测的精度，PSR-2良好的温控性能具有很强的现实
应用价值，特别是两极观测。
图11、12分别给出了相同时间段的PSR-2和CE318DP、CE318N系列太阳光度计在550 nm波段气溶胶光学厚度[15]与可大气柱水汽含量的对比图，difference 表示差值。由图11和图12可以看出，在合肥、敦煌两种仪器测得的气溶胶光学
厚度和大气柱水汽含量趋势基本一致，即总体测量结果有较好的一致性。进一步分析得到两种仪器的气溶胶光学厚度(AOD)的偏差均小于0.02，大气柱水汽含量误
差均小于0.1。出现误差的主要原因是CE318类太阳光度计采用的大气外界测量
太阳的仪器信号V0是出厂标定的，时间相对久远，可能发生不同程度的衰变，而PSR-2 Langley法(940 nm通道采用改进Langley法)定标后对历史数据处理也存在类似问题。此外，若大气不稳定，气溶胶光学厚度变化较快，而CE318与
PSR-2各通道并非完全同步观测。还存在由于二者之间的中心波长有差异，550 nm气溶胶光学厚度由2个波段的气溶胶光学厚度拟合得到，这难免引入了误差。特别940通道数据反演得到的大气柱水汽含量，水汽含量存在着10%的不确定度[16]。
图10 温控温度与环境温度对比Fig.10 Temperature comparison between temperature control and ambient temperature
图11 550 nm气溶胶光学厚度对比Fig.11 Comparison of aerosol optical thickness at 550 nm
图12 大气柱水汽含量对比Fig.12 Comparison of column of water vapor
5 结论
PSR-2太阳光度计设有365 nm、412 nm、500 nm、610 nm、675 nm、862 nm、940 nm、1 024 nm 8个观测通道，各通道能够独立同时工作，主要通过测量不同波长的太阳直射信号得到相应波长的大气光学厚度、气溶胶光学厚度以及整层的大气透过率。也可以通过大气光学厚度数据计算整个大气柱的含水量。此外，PSR-2还可以测量等天顶角和太阳所在主平面的天空光信号，用来反演气溶胶粒
子谱、散射相函数等许多光学特性参数。实验结果表明，PSR-2能够在野外长时
间工作，温控测试性能良好，观测数据与国外行业标准CE318对比，气溶胶光学
厚度偏差小于0.02，水汽偏差小于0.1，误差的主要原因是两台仪器CE318各通
道并非同时观测、定标时间的差异、拟合550 nmAOD两通道中心波长的差异等。所以该仪器在常态化环境监测、气象预报、自动化卫星定标等方面有着很强的实用价值。进一步提高数据的反演精度，充分提取和利用遥感信息将成为遥感仪器未来的发展趋势。因此我们研制了添加偏振功能的多通道偏振太阳光度计并正在野外测试以弥补偏振信息的缺失，未来将进一步融合月亮跟踪与观测的光度计以填补夜晚遥感信息的空白。
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紫外可见分光光度计
紫外可见分光光度计 1.工作环境 1.1尺寸和重量长570×宽660×高275mm，约重量36kg 1.2使用温度范围15℃~35℃ 1.3使用湿度范围45% to 80% 2.技术规格 2.1分光系统 2.1.1*光学系统：双光束 能提高检测精度，是目前高灵敏度、高精度紫外检测设备的必要光学系统 2.1.2*分光器：衍射光栅/衍射光栅型双单色器 前级单色器：双波长闪耀全息光 主单色器：高性能闪耀全息光栅，象差校正型切尼尔－特纳装置 从物理结构上保证分光的纯净，减少杂散光，提高检测精确度。 2.1.3设定波长范围：190~1100nm 2.1.4测试波长范围：190~900nm 2.1.5*衍射光栅刻线数：1600 lines/mm，高刻线数光栅能保证检测数据的准确性 2.1.6波长准确性：±0.3nm 2.1.7波长重复精度：±0.1nm 2.1.8波长扫描速度波长移动速度: 约 3200nm/min 波长扫描速度: 约 900～160nm/min 监控扫描速度: 约 2500nm/min 2.1.9波长设定：扫描开始波长和扫描结束能够以1nm单位设置；其它为0.1nm单位。 2.1.10谱带宽度：0.1/ 0.2/ 0.5/ 1/ 2/ 5nm 6段转换 2.1.11分辨率：0.1nm 2.1.12*杂散光：0.0003% 以下(220nm,Nal 10g/L 溶液) 使用低杂散光的紫外设备，能提高检测准确性，减少数据偏差。 2.1.13测光方式：双光束测光方式（负反馈直接比例方式） 2.1.14测光类型：吸光度（Abs），透射率（％），反射率，能量（E） 2.1.15测光范围：吸光度：-4~5 Abs 2.1.16记录范围：吸光度-9.999~9.999 Abs 2.1.17测光准确度：±0.002Abs(0～0.5Abs) 2.1.18重复测光精度：±0.001Abs.(0～0.5Abs) 2.1.19基线平滑度：±0.001 Abs以内（除去干扰，狭缝2nm，波长扫描速度低时） 2.1.20基线校正：计算机自动校正（电源启动时，自动存储备份的基线，可以再校正）2.1.21漂移：小于0.0004Abs/h (电源启动2小时后) 2.2光源：50W卤素灯（2000小时寿命）和氘灯（插座型） 内置光源位置自动调整机构 2.3检测器：光电倍增管 2.4计算机：主流品牌台式机一台 内存≥2G
沙尘事件数据和研究方法介绍
沙尘事件数据和研究方法介绍 2.1 CALIPSO CALIOP(正交极化云—气溶胶激光雷达)是CALIPSO卫星上最为重要的探测设备，包括激光发射系统和接收系统。发射和接收系统位于T 型光学平台上，从而保证了系统的稳定性。CALIOP 望远镜接收的回波信号分为3个通道，一个测量1064nm的后向散射强度，另外2个通道测量532nm后向散射信号的正交极化部分，所以在进行反演计算时，将2个通道分别获取的后向散射强度叠加起来作为532nm激光总的后向散射强度。因此，CALIOP可以获得轨道白天和晚上的2个波长（532，1064nm）的后向散射系数。对于后向散射系数是这样定义的：目标在雷达方向上单位体积角的反射功率对单位面积入射功率之比的4 倍。除此之外，CALIOP还提供了532nm体积退偏比的垂直廓线。退偏比表征的是532nm 垂直后向散射强度与532nm 平行后向散射强度之比。它反映的是被测颗粒的不规则程度。CALIOP 还提供了色比值，色比表示的是1064nm的后向散射强度与532nm的总后向散射强度的比值，通过色比值能够识别颗粒的大小，色比值越大，颗粒越大。反之，色比值越小，颗粒越小。 2.2 MODIS MODIS探测器是搭载在EOS卫星Aqua和Terra上的一个重要的仪器，它所提供的扫描资料每1～2天覆盖全球一次，为反演有关气溶胶等提供了大量而丰富的数据信息。NASA已经发布了的气溶胶光学厚度(AOD)以及其他光学特性的分辨率为10km的全球分布产品，为气候研究和区域尺度的大气污染研究提供了大量的比较准确的信息，然而这些资料对于城市尺度的颗粒物污染的研究来讲，分辨率仍然远远不够。本文利用MODIS资料反演了江淮地区2007年8月3日至2007年8月6日一次沙尘天气下的气溶胶光学厚度(AOD)，分析了这次沙尘事件的沙尘气溶胶的空间分布和变化特征；通过多波段太阳光度计的地面观测对AOD反演结果进行了进一步检验，并分析了其误差来源：运用Walt hall BRDF 模式对2006年春季MODIS资料进行了BRDF订正的气溶胶光学厚度反演试验研究，简单的分析了地表双向反射特性对MODIS资料反演沙尘气溶胶光学厚度的影响。以上工作为利用MODIS遥感资料进一步研究江淮地区沙尘气溶胶性质积累了一些经验和进行了有益的探索。
梯队组成姓名出生年月职称学科专业在教学中承担的工作
一、梯队组成 二、队伍构成 教学队伍的人员构成，学历结构：两位博士、两位硕士，年龄结构：50 岁以上2人、41～50 岁1人、31～40 岁2人、20～30岁１人，毕业于南京气象学院1人、毕业于中国科学院1人、兰州大学4人，人员配置：教师4人、专职实验室教师2人，从以上数字可以看出教学队伍的学历结构、年龄结构、梯队结构比较合理，教学组成员的学科方向以大气探测学为主，涉及相关学科，教师熟悉国内外相关领域教学和科研动态及其关键问题。各位教师均参与辅导答疑和实验教学，辅导教师或实验教师/学生比例最近五年平均保持在1:15左右。
三、教师简介 袁九毅教授，男，生于1951 年4 月，硕士生导师。1976 年毕业于兰州大学气象专业，现任兰州大学大气科学学院党总支书记、副院长，兰州大学质量环境评价研究中心主任。现任中国环境学会，环境评价分会常委，甘肃省环境学会副理事长，兰州市环境学会理事。长期从事环境专业教学和环境影响评价工作，担任过大气探测学，环境学概论，环境影响评价，区域环境影响与规划等课程的讲授。承担过各类不同项目的环境影响评价工作，主持完成了国家环保局区域环评重点试点项目“兰州市西固地区发展环境影响评价”。获甘肃省科学技术进步二等奖两项，发表论文三十余篇，出版著作二部。主要研究方向为环境质量评价与环境规划和大气探测。主要讲授《大气探测学》、《大气探测学实验》《环境质量评价》等课程及参与校内和野外实验、实习，课程的辅导答疑，参与教学研究。 讲授的主要课程有《气象观测》、《大气探测学》、《环境学概论》、《环境影响评价》、《区域环境影响与规划》等课程。 近几年的主要著作和发表的论文有： 1、A NEW KINETIC MODEL OF PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF FORMIC ACID IN UV/TiO2 SUSPENSION STYTEM WITH IN-SITU MONITORING，React.Kinet.Catal.Lett，2/4，2008年。 2、极谱络合吸附波同事测定微量钯、铂和铑，分析化学，2/4，2007年。 3、兰州市SO2污染控制区优化规划方案的探讨干旱区资源与环境2004
气溶胶光学厚度
第2章 气溶胶光学厚度反演的原理和方法 气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth ）简称AOD ，定义为介质的消光系数在垂直方向上的积分，描述的是气溶胶对光的消减作用[7]。它是气溶胶最重要的参数之一，表征大气浑浊程度的关键物理量，也是确定气溶胶气候效应的重要因素。。通常高的AOD 值预示着气溶胶纵向积累的增长，因此导致了大气能见度的降低。现阶段对于AOD 的监测主要有地基遥感和卫星遥感两种方法。其中地基遥感又有多种形式：多波段光度计遥感、全波段太阳直接辐射遥感、激光雷达遥感等。其中多波段光度计遥感是目前地基遥感研究中采用的最广泛的方法。美国NASA 和法国LOA-PHOTONS 联合建立的全球地基气溶胶遥感观测网AERONET 所使用的就是多波段太阳光度计（Sun/Sky Photomerers ），在全球共布设1217个站点长期观测全球气溶胶的光学特性，积累了大量的AOD 数据，并用作检测气溶胶光学厚度反演精度的标准。而近年来卫星遥感技术的快速发展，多种传感器被用来研究气溶胶特性，加上经济发展带来的大气污染问题使得利用卫星遥感资料反演AOD 成为热门课题。 2.1 气溶胶光学厚度反演的基本原理 大气光学厚度是指沿辐射传输路径单位截面上气体吸收和粒子散射产生的总消弱，是无纲量值。在可见光和近红外波段，它可以由下列公式计算得出： )()()()()()(a 21m λτ+λτ+λτ+λτ+λτ=λτμωω (2-1) 其中)(λτ表示大气总的光学厚度，)(m λτ表示整层大气的分子散射光学厚度，)(1λτω表示氧气的吸收光学厚度，)(2λτω表示臭氧的吸收光学厚度，)(λτμ表示 水汽的吸收光学厚度，)(a λτ表示气溶胶光学厚度[21; 22]。 卫星遥感反演大气气溶胶是利用卫星传感器探测到的大气顶部的反射率，也称为表观反射率，可以表示为[23]： F /L s s * μπ=ρ (2-2)
光谱仪,光谱响应,辐射量,辐照度,辐射亮度,辐射率,光栅,辐射计
光谱仪简介 光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线，。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。 将复色光分离成光谱的光学仪器。光谱仪有多种类型，除在可见光波段使用的光谱仪外，还有红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。按探测方法分，有直接用眼观察的分光镜，用感光片记录的摄谱仪，以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器，常与其他分析仪器配合使用。 图片 图中所示是三棱镜摄谱仪的基本结构。狭缝S与棱镜的主截面垂直，放置在透镜L的物方焦面内，感光片放置在透镜L的像方焦面内。用光源照明狭缝S，S的像成在感光片上成为光谱线，由于棱镜的色散作用，不同波长的谱线彼此分开，就得入射光的光谱。棱镜摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收。普通光学玻璃只适用于可见光波段，用石英可扩展到紫外区，在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。目前普遍使用的反射式光栅光谱仪的光谱范围取决于光栅条纹的设计，可以具有较宽的光谱范围。 表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率、带宽和分辨本领等。基于干涉原理设计的光谱仪（如法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换光谱仪）具有很高的色散率和分辨本领，常用于光谱精细结构的分析。 单色仪 科技名词定义 中文名称： 单色仪 英文名称： monochromator
POM-02太阳光度计
南京欧熙科贸有限公司太阳光度计自动进行太阳直接辐射和天空光扫描探测,通过反演计算可获取大气气溶胶各种光学特性,在大气环境监测与研究领域发挥着重要作用。 POM-02太阳光度计为高精度野外太阳和天空辐射测量仪器，具有易携带安装，自动瞄准，太阳能供电，可自动传输数据等特点。主要用于测量太阳和天空在可见光和近红外的不同波段、不同方向、不同时间的辐射亮度，来推算大气气溶胶、水汽、臭氧等成分的特性。用于大气环境监测，卫星校正等应用。 POM-02太阳光度计由一个光学头、一个控制箱和一个双轴步进马达系统组成，光学头带有两个瞄准筒：一个用于测量太阳直射辐射不带聚光透镜，另一个用于天空辐射测量带有聚光透镜。在光学头上还装有四象限探测器用于太阳自动跟踪时的微调。控制箱内装有2个微处理器，分别用于数据获取和步进马达系统的控制。在全自动测量状态，附设的湿度传感器探测到降雨，电子控制箱将置光度计于停机状态，以保护仪器的光学系统。步进马达系统具有方位和测量高度角两个自由度，由时间方程来控制太阳的初步跟踪，用四象限探测器系统作严密跟踪。
南京欧熙科贸有限公司仪器经过站点参数设置，数据采集，数据存储，通过数据传输线下载到PC机，并直接读取，也可通过MODEM远程下载。通过数据收集网，还可直接通过INTERNET下载准实时数据。 南京欧熙科贸有限公司专业经营各类实验仪器、科研仪器设备，代理各大国际知名品牌仪器，如德国Lambrecht气象站，Spectrum 农业用仪器，进口全自动太阳光度计，意大利重金属分析仪，澳大利亚 Next Instruments 近红外谷物分析仪, 法国GBX 水分活度仪，日本FUDOH 蛋品高胶强度测定仪，美国Organomation氮吹仪等，服务于环境，食品，生命科学、工业、制药以及商业实验室等众多领域。 公司本身以高校及企事业科研院所的技术力量为依托，具备了扎实的专业基础和丰富的实践经验。公司自成立以来与众多国内外知名仪器设备制造商长期保持良好的合作关系，作为一家专注于为客户提供简捷﹑快速有效解决方案的科研产品供应商，以不懈的努力、真诚的服务和更加优惠的价格来回报广大客户一直是我公司不变的承诺。公司领导年富力强，锐意进取，品质优良，带领了一支朝气蓬勃、团结勤奋的销售和服务队伍。我们将一如既往为各行业的实验室建设改进、人员培训、仪器设备选型、调试安装、维修维护
光伏计量的光辐照度测量方法分析的研究报告
光伏计量的光辐照度测量方法分析的研究报告 光伏发电是一种环保且可持续发展的清洁能源，已被广泛应用于建筑、交通运输等领域。在光伏发电中，光辐照度是影响光伏电池输出功率的关键因素之一，因此，准确地测量光辐照度对于保证光伏发电的稳定性和可靠性至关重要。 光辐照度的测量方法有无线通信、光电二极管、光度计和光谱仪等。其中，光度计是最常用的测量光辐照度的方法之一。光度计的工作原理是测量光子流的能量，即测量光辐照度。光度计具有测量精度高、重复性好、操作简单等优点，被广泛应用于光伏系统中。 光度计的类型通常包括热电偶、硅光电池和二极管等。其中，热电偶是一个利用热电效应测量热量的仪器，可以测量热、导电介质、光等多种物理量，但其灵敏度较低，不能够在较弱的光场下工作。硅光电池则是一种将光子能量转换为电子能量的器件，可以实现在较弱光场下的高精度测量。另外，二极管也适用于光辐照度的测量，二极管对光的敏感度比硅光电池高，同时还具有非常快的响应速度和较大的动态范围。 在实际的光伏系统中，如何合理地选择合适的光度计以获得较好的测量效果是至关重要的。一方面，应根据实际测量场景的光强度大小、波长分布等因素合理选择光度计的类型；另一方面，需要对光度计进行定期校准以确保其测量结果的准确性和可重复性。 总之，光辐照度测量的精度直接影响到光伏发电的总输出功率
和效率，是光伏系统中必不可少的环节。科学合理地选择光度计并进行定期校准，可以有效提高光伏发电系统的稳定性、可靠性和经济性。为了更好地理解光伏发电系统中的光辐照度测量方法，我们可以列出一些相关数据并进行分析。 首先，不同类型的光度计在测量光辐照度时具有不同的测量精度和响应速度。例如，热电偶相对于硅光电池具有较低的灵敏度，只能在较强光场下进行测量，而硅光电池响应速度更快，适用于弱光场下的高精度测量。这些数据可以为合理选择光度计提供参考。 其次，光度计的定期校准也是确保测量精度和可重复性的关键因素之一。通过对光度计进行定期校准，可以确保其测量结果在不同时间和场景下的一致性。例如，五年或十年的校准周期可以确保光度计的可靠性和准确性。这些数据对于制定定期校准计划和保证光度计的工作状态至关重要。 最后，光辐照度的波长分布和强度也是需要关注的因素。光度计在选择时应考虑被测量光的波长范围和光强度范围，以确保其可以准确测量被测量光的强度。例如，太阳辐射的波长范围为400~1100nm，且其强度在不同日时、地点和天气条件下均有所不同。这些数据对于准确测量光辐照度和评估光伏发电系统的性能具有重要意义。 综上所述，列出相关数据并进行分析可以更好地帮助我们理解光辐照度测量方法的选择和应用。随着光伏发电技术的普及和发展，对光辐照度测量方法的研究将逐步加强，为可持续发展
太阳光度计
太阳光度计 一、产品概述 JD-GD1型全自动太阳光谱辐射监测系统是一款智能型太阳光谱辐照仪，能够精确测量太阳不同光谱区间中的辐射能量。该款仪器采用多光谱滤光片与热电堆相结合方式，进行不同波长的各波段的辐照度的测量。同时仪器还可以测量总辐射、散射辐射等多种数据，是一款适合在野外长期进行太阳光谱能量、太阳能资源和气象评估的理想光谱辐射监测仪器。 二、产品特点 1、辐射数据监测：可以对10种波段的直接辐射数据进行观测，同时还可以监测太阳总辐射、散射辐射、反射辐射、紫外辐射、光合辐射、净全辐射等多种用途辐射数据。 2、科技型采集仪：光谱辐射数据采集仪采用新一代32位MCU 处理器，板载集成高精度GPS、GPRS、Bluetooth数字芯片,可对采集时间进行精准校正并进行高精度定位。
3、无线数据存储：无线存储数据技术。可以将光伏数据采集仪中的存储数据无线发送到手机及PDA中进行存储、分析。 4、智慧数据运维：采用先进的云数据分析技术，通过GPRS和Bluetooth进行运维级数据监测和数据预警分析。方便现场人员足不出户就可以进行设备运维故障分析。 5、自标定灵敏度：辐射数据准确度对于光伏电站的发电量有着指导和分析作用，太阳辐射传感器准确度按照国家气象计量站关于《JJG 458-1996总辐射表》要求需要至少两年进行标定修正，该型太阳能发电环境监测仪可以实现现场辐射数据自动标定自动修正，保证辐射数据观测的准确性。 6、全球型跟踪器：我们为直接辐射传感器和散射辐射传感器配备有全球自适应型全自动太阳跟踪器。该款跟踪器可在南纬小于60°、北纬小于60°的全球范围内正常使用，使用温度范围在-40～60℃ 7、绿色电源管理：本数据采集仪可以采用AC220V和DC12V两种供电模式。并在内部集成了新一代绿色电源管理模块实现交流与
UV-1800PC双光束紫外可见分光光度计技术参数
UV-1800PC双光束紫外可见分光光度计技术 参数 UV-1800PC系列采用双光束光学系统，成功实现了高精度和高可靠性测量的完美结合，可满足各种应用的要求可用在生物研究、生物工业、药物分析、制药、教学研究、环保、食品卫生、临床检验、卫生防疫等领域。 一、仪器特点 1、宽广的波长范围，可满足各个领域对波长范围的要求； 2、1.8nm光谱带宽可根据用户要求定制安装，可满足药典的严格要求； 3、全自动的设计理念，实现了比较简单的测量手段； 4、大规模集成电格的设计大大提高了系统的扩展性和可靠性； 5、改良优化的光路设计、进口光源和接收器造就了系统高性能和高可靠性； 6、丰富的测量方法，具有波长扫描、时间扫描、多波长测定、多阶导数测定（选）、双波长、三波长（选）DNA蛋白质测量（选）等多种测量方法，可满足不同测量的要求，并可在6英寸大屏幕上直接显示； 7、根据用户的要求可选配单孔架、手动四连架、手动八连架、自动八连架、玻璃支架、试管架、25px比色架、125px比色架、250px比色架等； 8、量数据可通过打印机输出，具有USB接口； 9、可断电保存测量参数和数据，方便用户使用；
10、可通过PC软件控制实现光谱扫描等更精确和灵活的测量要求。 二、技术参数 1、波长范围：190~1100nm； 2、光谱带竞：1.8nm； 3、波长准确度：±0.3nm； 4、波长重现性：≤0.1nm； 5、透射比准确度：±0.3%τ（0-100%τ）±0.002A（0~0.5A）±0.003A（0.5A~1A）； 6、透射比重复性：±0.15%τ（0-100%τ）±0.001A（0~0.5A）±0.0015A（0.5A~1A）； 7、杂散光：≤0.03%τ（220 nm NaI.340 nm NaNo2）； 8、稳定性：0.0005/h（500nm预热后）； 9、测测光方式：透过率、吸光度、浓度、能量； 10、波长调节：自动调节； 11、光度范围：-4~4A； 12、显示方式：六英寸高亮度液晶显示屏； 13、检测器：进口硅光二极管； 14、光源：进口氘灯，进口钨灯； 15、电源：AC220V/50Hz或110V/60Hz； 16、功率：120W； 17、仪器尺寸：560×450×230mm；
太阳光能量密度测量计算_理论说明
太阳光能量密度测量计算理论说明 1. 引言 1.1 概述 太阳能作为一种清洁可再生能源，受到越来越多的关注和利用。在太阳能利用中，准确测量和计算太阳光能量密度是非常重要的一项工作。准确的太阳光能量密度测量结果可以为太阳能系统设计、性能评估和优化提供依据。本文旨在介绍太阳光能量密度测量计算的理论原理和方法，并探讨其应用领域。 1.2 文章结构 本文分为引言、正文、理论说明和结论四个部分。 引言部分首先概述了本文的背景与目的，简要介绍了太阳光能量密度测量计算的重要性以及本文的结构安排。 正文部分包括了对太阳光能量密度测量方法的介绍、太阳光能量密度计算公式推导以及其应用领域等内容。在这一部分，将详细介绍各种常用的太阳光能量密度测量方法，并推导出相关计算公式；同时探讨了这些方法在不同应用领域中的实际运用情况。
理论说明部分将重点解析光谱辐射及其测量原理，介绍光谱辐照度的计算方法，并深入分析光谱能量密度与太阳能利用效率之间的关系。这一部分旨在为读者提供更加深入的理论认识和理解。 结论部分将对全文进行总结回顾，并展望太阳光能量密度测量计算的未来发展方向。同时，还将探讨本篇文章对太阳光能量密度测量计算领域的启示和潜在影响。 1.3 目的 本文的主要目的是系统地介绍太阳光能量密度测量计算的理论原理和方法，并通过分析其应用领域和与光谱能量密度以及太阳能利用效率之间的关系，增进读者对该领域的认识和了解。相信通过本文的阅读，可以使读者获得关于太阳光能量密度测量计算方面丰富而有价值的知识。 2. 正文: 2.1 太阳能量密度测量方法介绍 太阳能量密度是指单位面积上太阳辐射能量的强度。为了准确测量太阳能量密度，科学家们开发了多种测量方法。其中比较常用的方法有：辐射计测量、光谱法测量和热电偶测量等。 辐射计是一种常见的太阳能量密度测量仪器。它通过感知来自太阳的辐射，并将
异质结_吸收的太阳光波段__概述说明
异质结吸收的太阳光波段概述说明 1. 引言 1.1 概述 本篇文章将对异质结吸收的太阳光波段进行概述和说明。异质结是指由不同材料构成的界面结构，在光电器件中具有重要的作用。太阳光作为一种主要的能源来源，其波段范围非常广阔，并且不同波段具有不同特征和能量。研究异质结在吸收太阳光中的行为对于改进光电器件的效率和性能具有重要意义。 1.2 文章结构 本文按照以下结构进行展开： - 引言：介绍文章背景、目的和组织结构。 - 异质结吸收的太阳光波段概述说明：总体介绍异质结概念，简要介绍太阳光波段，并讨论异质结吸收太阳光的重要性。 - 异质结吸收的太阳光波段详解：详细探究具体的太阳光波段范围及特征，分析不同材料对于各个波段的吸收情况，并列举近期研究进展和技术应用示例。 - 实验与测量方法论：阐述材料样品制备与实验条件控制的方法，介绍吸收谱测量方法及数据分析技术，并对实验结果进行分析和讨论。 - 结论与展望：总结和归纳文章对异质结吸收太阳光波段的研究成果，指出未来可能的研究方向，并做出结尾和展望。
1.3 目的 本篇文章的目的在于概述和说明异质结吸收的太阳光波段。通过对太阳光波段范围、异质结概念以及吸收情况等方面的介绍和分析，可以加深我们对异质结在太阳能利用中的作用机制的理解。此外，本文还将介绍相关实验与测量方法，并展望未来可能的研究方向，以期为进一步提高光电器件效率和性能提供有益参考。 2. 异质结吸收的太阳光波段概述说明： 2.1 异质结概念介绍 异质结是指由不同材料组成的结构界面，其中两种材料具有不同的晶格常数、禁带宽度以及能带位置。这种异质结构可以产生一系列独特的电学和光学性质，使得异质结在吸收太阳光方面具有独特的优势。 2.2 太阳光波段简介 太阳光是指太阳辐射出的电磁辐射能量，在空气中主要包含紫外线(UV)、可见光和红外线(IR)等不同波长范围的光谱成分。其中，紫外线波段包括UVA(315-400 nm)、UVB(280-315 nm)和UVC(100-280 nm)，可见光波段包括蓝色(400-470 nm)、绿色(470-525 nm)和红色(625-700 nm)，红外线波段则包括近红外(NIR, 700-2500 nm)和远红外(FIR, 2500 nm以上)。 2.3 异质结吸收太阳光的重要性
MicrotopsII型太阳光度计测量气溶胶光学厚度的原理和方法
MicrotopsII型太阳光度计测量气溶胶光学厚度的原理和方法 作者：王素侠，杨彬云，相云，彭相瑜 来源：《海峡科技与产业》 2017年第12期 摘要：介绍了Microtops II型5通道手持式太阳光度计及大气气溶胶光学厚度(AOD)的计算原理和方法。通过实际观测试验并对观测数据进行分析，说明利用该仪器可较好地进行大气气溶胶光学厚度观测。 关键词：太阳光度计；Microtops II；原理；AOD 中图分类号；P415.34文献标识码：A O引言 大气气溶胶是悬浮在大气介质中的固态和液态颗粒物的总称，粒子的空气动力学直径很小足以悬浮于空气之中。由于大气气溶胶是气候变化和环境变化的一个重要因素，气溶胶光学特性的研究受到普遍关注。其中气溶胶光学厚度，英文名称为AOD (Aerosol Optical Depth)是气溶胶中最重要的参数之一，其定义为介质的消光系数在垂直方向上的积分，反映气溶胶对光的衰减作用，是表征大气浑浊程度的关键的物理量。使用太阳光度计来获得气溶胶光学厚度是目前主要测试要手段。 本文主要介绍利用MicrotopsII5通道手持式太阳光度计计算大气光学厚度和水汽的原理及方法。并通过试验验证其测量结果的可靠性。 1太阳光度计基本参数的设定 利用仪器面板上的菜单键逐项设置仪器的定标参数，包括有辐射通量密度定标参数、大气气溶胶光学厚度的定标参数，水汽总量的定标参数、气压的定标参数。以上各参数均为仪器出厂前标定好的，如果这些参数设定错误将直接导致计算结果的错误。各参数的意义见表1。 2大气气溶胶光学厚度测量原理及计算方法 气溶胶光学厚度随自身波长的变化可以通过对太阳直接辐射的观测测量来计算获得。利用比尔一朗伯定律，可实现太阳光度计在中心波长的光谱辐照度对气溶胶光学厚度的计算。
紫外可见分光光度计uv2600技术指标
紫外可见分光光度计UV2600技术指标 在化学和生物化学领域中，紫外可见分光光度计是一种十分重要的实验仪器，它可以用来测定化合物的吸收光谱，帮助科学家分析物质的组成和结构。而紫外可见分光光度计UV2600作为一种先进的仪器设备，具有一系列强大的技术指标，为科研工作者提供了更为精准、可靠的实验数据。本文将就紫外可见分光光度计UV2600的技术指标进行深入探讨，以帮助读者更全面地了解这一先进仪器的性能和特点。 1. 光谱范围 紫外可见分光光度计UV2600具有较广的光谱范围，能够覆盖紫外到可见光波段，通常范围为190-1100纳米，这使得它在分析不同种类化合物时能够提供更为全面的实验数据。其宽广的光谱范围也为科研工作者提供了更多的实验选择，使得实验结果更加全面和可靠。 2. 分辨率 分辨率是紫外可见分光光度计UV2600的一个重要技术指标，通常情况下，它的分辨率可高达0.1纳米，这意味着它能够提供非常精准的实验数据，有助于科研工作者对化合物的吸收光谱进行更为细致的分析和研究。 3. 精度和稳定性 在实验过程中，仪器的精度和稳定性至关重要。紫外可见分光光度计
UV2600具有卓越的精度和稳定性，能够保证实验数据的准确性和可 靠性。它的高精度和良好的稳定性为科研工作者提供了一个可靠的实 验评台，使他们能够进行更为精准的实验和研究。 4. 自动化功能 紫外可见分光光度计UV2600还具有强大的自动化功能，包括自动校准、自动切换样品、自动处理数据等功能。这些自动化功能大大提高 了实验的效率，使得科研工作者能够更加便捷地进行实验和数据处理。 5. 个人观点和理解 从以上技术指标可以看出，紫外可见分光光度计UV2600作为一种先 进的实验仪器，具有较为强大的性能和功能。它不仅能够提供精准、 可靠的实验数据，而且还具有自动化功能，能够提高实验效率。在未 来的科研工作中，紫外可见分光光度计UV2600有望成为化学和生物 化学领域中一个不可或缺的实验工具，为科研工作者的实验和研究提 供更多便利和支持。 总结回顾：紫外可见分光光度计UV2600作为一种先进的实验仪器， 具有较广的光谱范围、高分辨率、卓越的精度和稳定性，以及强大的 自动化功能。它为科研工作者提供了一个可靠、便捷的实验评台，有 望在化学和生物化学领域发挥重要作用。 通过本文的阐述，相信读者对紫外可见分光光度计UV2600的技术指
棱光F96S高速荧光分光光度计
F96S高速荧光分光光度计出色的仪器设计可满足各种不同需求的分析应用 棱光技术F90系列荧光分光光度计旗下的新品F96S是基于经典稳定的光学与最新的电子学的技术发展，具有高检测灵敏度、高测试速度、人性化的多功能控制和分析的操作软件和丰富测量附件的基础检测仪器，可以进行便捷、舒适、快速的高精度荧光光谱测量，适用于材料研究、药品分析、生化及临床检验、水质分析控制、食品安全检测等领域对样品进行定性定量分析。 F96S高速荧光分光光度计采用冷光源和更换式干涉滤光片系统以及可扩展至红敏波段的光电倍增管检测器设计，可提供多达10组从265nm至525nm的激发应用配置；发射单色器采用1200线光栅、大孔径非球面反射镜分光系统，高速扫描时1秒内即可完成全谱扫描、计算和测量，专业软件包含多种分析功能，丰富的附件可支持液态、固态、粉末、薄膜样品的测量，可通过选配多用途荧光样品座附件实现高浓度样品的准确测量，对于少至5μl的微量样品同样可以精确测定，并可选配微量样品附件和自动进样附件，满足多种应用。 F96S高速荧光分光光度计适合从紫外光区到可见光区的测定，支持单机、联机2种模式，单机状态下使用机内微机系统提供荧光强度测量、浓度直读、自动调零、自动扣除背景等功能，联机状态可通过USB2.0接口使用上层软件对仪器进行控制和数据采集分析。 ◆可选择荧光强度和发光强度2种操作模式，荧光强度模式下可进行荧光光谱扫描、荧光动力学测定和定量分析。 ◆365nm激发波长水喇曼峰信噪比＞90（p-p），所具有的高检测灵敏度可使低检测限的样品同样适用。 ◆提供10档发射谱扫速选择，包括高速低噪声扫描和精细扫描。其中超快扫描
可见-近红外波段太阳光谱辐照度仪的辐射定标方法研究
可见-近红外波段太阳光谱辐照度仪的辐射定标方法研究张艳娜;刘恩超;李新;郑小兵 【摘要】为了满足可见-近红外波段太阳光谱的高精度观测需求,对使用细分光谱技术进行太阳直射辐射观测的新型太阳光谱辐照度仪,开展了辐射定标方法的研究.使用光谱辐照度标准灯在400 nm～1 050 nm光谱范围内对仪器进行相对定标,对满足比尔-朗伯定理的波段采用Langley法进行绝对定标,在整个光谱范围内将辐射基准溯源到大气层顶的太阳光谱辐照度.在甘肃敦煌和安徽合肥两地进行了室外比对实验,仪器观测结果和MODTRAN4.0模型的理论模拟结果一致,和CE318的4个气溶胶观测通道的结果偏差在5％以内,验证了该定标方法的合理性. 【期刊名称】《应用光学》 【年(卷),期】2014(035)001 【总页数】6页(P11-16) 【关键词】辐照度;绝对定标;太阳光谱辐照度仪;标准灯;Langley 【作者】张艳娜;刘恩超;李新;郑小兵 【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心,安徽合肥230031 【正文语种】中文 【中图分类】TN201;O432.1
引言 地基的太阳辐射观测，可以获得通过大气层到达地面的太阳辐射，为大气辐射传递模型提供基础性的测量参数[1]。太阳光谱辐照度仪就是利用棱镜分光技术对可见-近红外波段的太阳直射辐射进行观测的仪器，它的连续光谱观测功能克服了目前滤光片式太阳辐射计测量通道少、信息量有限的缺点[1-2]，能够反演得到大气光谱透过率[1]、气溶胶光学厚度[2]、水汽以及NO2等痕量气体[3]的含量等，广泛应用在辐射收支平衡研究、卫星载荷定标[4]以及环境污染监测[3,5]领域。 为了保证太阳光谱辐照度仪观测数据的精度和有效性，需要对其开展高精度的定标方法研究。目前常用的定标方法为室外Langley法[2,6]，全球气溶胶观测网(AERONET)在高海拔地区对滤光片式太阳辐射计定标的重复性可达1%[2]，但是该方法仅对符合比尔-朗伯定理的光谱区域有效，对大气中的强吸收带(水汽、NO2等)需要使用改进的Langley法[1,7]。Schmid等提出了通过建立940 nm水汽、臭氧以及NO2模型进行定标的方法[7]，但是这些模型引入的假设因子会产生较多的不确定因素。为了解决这一问题，国内外一些研究机构提出了室内基于黑体辐射源的定标方法，Kiedron使用美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准灯对积分球太阳光谱仪RSS进行定标[8]，误差可达2%～4.4%，德国联邦物理技术研究院(PTB)使用高温黑体对卫星载荷太阳光谱辐射计(SOLSPEC)进行辐射定标[9]，不确定度可达1%。但是室内定标光源与太阳的能量强度和光谱分布差异较大，仪器的带宽、信噪比以及非线性等因素会给定标引入难以量化的误差。 为此,提出了一种适用于太阳连续光谱观测仪器的定标方法，首先使用光谱辐照度标准灯作为光源对仪器进行相对定标，获取仪器的相对光谱响应曲线，然后在室外对光谱非吸收波段进行Langley法绝对定标，根据相对定标和绝对定标的结果计算全波段的比例因子和定标系数，从而完成仪器在整个光谱范围内的定标，通过和
西北地区MODIS气溶胶产品的对比应用分析
西北地区MODIS气溶胶产品的对比应用分析 胡蝶;张镭;沙莎;王宏斌 【摘要】利用气溶胶自动监测网(AERONET)的太阳光度计(CE-318)资料,对2003 ～ 2010年西北干旱半干旱区MODIS暗像元算法和深蓝算法2种气溶胶光学厚度(AOD)产品进行对比验证,在此基础上进一步研究了该区域AOD的空间分布特征及变化趋势.结果表明,MODIS暗像元算法AOD产品在半干旱区原生植被覆盖地表精度优于深蓝算法,而西北干旱区荒漠地表深蓝算法产品精度较高.Aqua-MODIS深蓝算法AOD产品能够较好地给出我国西北荒漠亮地表地区AOD的分布及季节变化情况,AOD高值区多分布在沙尘源区,且春季AOD最大.2003 ～2010年,塔里木盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地年均AOD分别在0.5、0.4和0.3附近波动;沙尘区各区域年均AOD大多呈现增加趋势.其中,塔里木盆地AOD增加趋势较大,而内蒙古西部和准噶尔盆地呈现微弱减少趋势. 【期刊名称】《干旱气象》 【年(卷),期】2013(031)004 【总页数】7页(P677-683) 【关键词】MODIS;太阳光度计;气溶胶光学厚度;干旱半干旱区 【作者】胡蝶;张镭;沙莎;王宏斌 【作者单位】中国气象局兰州干旱气象研究所,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室,甘肃兰州730020;兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室,兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;中国气象局兰州干旱气象研究所,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,中国气象局干
旱气候变化与减灾重点开放实验室,甘肃兰州730020;江苏省气象科学研究所,江苏 南京210008 【正文语种】中文 【中图分类】P427.2 引言 大气气溶胶是指悬浮在地球大气中具有一定稳定性，沉降速度小，粒径在10－ 3～102μm之间的分子团、固态或液态微粒所组成的分散体系［1］。气溶胶是影响气候变化的重要因子，对大气辐射收支、云微物理过程和空气质量都有重要影响。然而，气溶胶时空分布不均，缺乏对其全面、长期的观测数据，导致气溶胶的研究存在很大的不确定性［2］。在表征大气气溶胶物理特性的参量中，气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth，AOD)是描述大气气溶胶消光特性的一个重要光学参数，在推算气溶胶含量，研究气溶胶气候效应方面具有重要意义［3－4］。 目前，地基联网观测和卫星遥感监测提供了对气溶胶研究的基础数据。卫星遥感可以给出全球尺度的气溶胶信息，但是卫星资料在反演气溶胶光学特性时往往受地表反照率和气溶胶模型等客观因素的影响，需要依靠地基数据进行检验和校正［5－8］。随着Terra和Aqua卫星的发射升空，其携带的中分辨率成像光谱仪(MODIS)具有反演质量更高、空间覆盖更广的气溶胶光学特性参数的能力，气溶 胶遥感监测有了新的进展［9－12］。毛节泰等［13］较早给出了MODIS卫星反演北京地区AOD的分布特征，并与地面光度计进行对比，发现二者有较好的相关性。Xie等［14］利用中国气溶胶遥感监测网(CARSNET)数据对比验证中国地区MODIS气溶胶产品的适用性。Zhou等［15］利用 AERONET资料对比分析了MODIS气溶胶C004和C005产品，发现C005气溶胶产品更接近地基观测。谭