Airborne measurements of optical properties of tropospheric aerosols over an Urban Area

概要

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Aircraft measurements of aerosol sizes, intensities of direct-solar and circumsolar (aureole) radiations, and upward and downward fluxes of solar radiation were carried out over Nagoya, a typical urban area in Japan, using an optical particle counter, an aureolemeter and spectral pyranometers, respectively. Vertical profiles of optical thicknesses and volume spectra of aerosols have been successfully retrieved by inverting measured aureole intensities. The obtained values have been utilized to estimate the absorption indices of aerosols from the downward flux measurements. The results are summarized as follows:1) The concentration and the vertical stratification of tropospheric aerosols vary considerably day by day.2) Bimodal volume spectra of aerosols with radii smaller and larger than r?0.5μm generally prevail in the troposphere. The former is more predominant than the latter in the haze layer, and viceversa above that layer.3) Estimated values of the imaginary index of refraction of tropospheric columnar aerosols are within the range of 0.005?0.014 in the visible region and 0.008?0.020 in the near infrared region. Corresponding values for the haze layer are slightly larger, i. e. 0.007?0.018 and 0.011?0.028 in the visible and near infrared regions, respectively.典型的な都市域の一一つである名古屋の上空で、オプティカル・エアロゾル・カウンター、オーリオールメータ、および波長別水平面日射計を用いた航空機観測を実施し、エアロゾルの粒径分布、直達・周辺太陽光強度、および上向き・下向きの水平面日射量を測定した。得られた太陽周辺光強度のインバージョンにより様々な高度におけるエアロゾルの光学的厚さと体積一粒径分布を得、また、それらの結果と波長別の水平面日射量からエアロゾルの吸収係数(複素屈折率の虚数部)の値を見積った。得られた結果は以下の通りである。1)対流圏エアロゾルの濃度、成層状態は日によって激しく変化する。2)エアロゾルの粒径分布は半径0.5μm付近に極小値を持つ二山型をしており、混合層内では小粒子モードが、また、混合層の上では大粒子モードが卓越する傾向が見られる。3)見積られた全気柱平均のエアロゾルの複素屈折率の虚数部の値は、可視域で0.005～0.014の範囲に、近赤外域で0.008～0.020の範囲にあり、波長と共に増加する傾向にある。混合層内での対応する値は可視域で0.007～0.018の範囲に、近赤外域で0.011～0.028の範囲にあり、全気柱の平均値より若干大きい。

Airborne measurements of optical properties of tropospheric aerosols over an Urban Area

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