首页/论文/1402.4739

arXiv 1402.47392014-02astro-ph.IM

用红外辐射计测定大气气溶胶含量

Determining Atmospheric Aerosol Content With An Infra-red Radiometer

M. K. Daniel, Y. T. E. Lo, P. M. Chadwick

备注：: Proceedings of a presentation at the atmoHEAD 2013 workshop. Re-uploaded as previous arXiv file became corrupted

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

切伦科夫光子的大气衰减主要由两个过程控制：分子组分的瑞利散射和气溶胶组分的米氏散射。预计气溶胶对大气排放剖面的贡献高达30 Wm $^{-2}$，相当于正常条件下与晴朗天空亮度温度相差约20 C。在这里，我们调查的气溶胶的贡献，在H.E.S.S.站点;将其与望远镜触发率的有效变化进行比较;并讨论如何使用它来提供明确的无望远镜系统学的天空清晰度评估。

英文摘要：

The atmospheric attenuation of Cherenkov photons is dominated by two processes: Rayleigh scattering from the molecular component and Mie scattering from the aerosol component. Aerosols are expected to contribute up to 30 Wm$^{-2}$ to the emission profile of the atmosphere, equivalent to a difference of ~20C to the clear sky brightness temperature under normal conditions. Here we investigate the aerosol contribution of the measured sky brightness temperature at the H.E.S.S. site; compare it to effective changes in the telescope trigger rates; and discuss how it can be used to provide an assessment of sky clarity that is unambiguously free of telescope systematics.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

用红外辐射计测定大气气溶胶含量

Determining atmospheric aerosol content with an infra-red radiometer

大气切伦科夫光子的衰减主要由两个过程控制：分子组分的瑞利散射和气溶胶组分的米氏散射。预计气溶胶对大气的排放廓线的贡献高达30 Wm $^{-2}$，相当于正常情况下晴空亮温的$\sim20^\circ$ C差异。在这里，我们调查的气溶胶的贡献，在H.E.S.S.站点;将其与望远镜触发率的有效变化进行比较;并讨论如何使用它来提供明确的无望远镜系统学的天空清晰度评估。

2012-12-18astro-ph.IMphysics.ins-det

LACE 98和LITFASS 98试验期间气溶胶光学深度和水汽柱含量的联合逐日监测

Combined Daily Monitoring of Aerosol Optical Depths and Water Vapour Column Content during LACE 98 and LITFASS 98 Experiments

1998年夏季，在林登贝格气象台（MOL）进行了两次大规模的综合活动，LITFASS 98（5月25日至6月22日）和LACE 98（7月13日至8月14日）。这两项实验的目的都是集中每天对大气状况进行观测，并确定林登伯格上空垂直柱（林登伯格柱）的基本气象参数。大约有20个德国研究机构以及来自荷兰、奥地利和俄罗斯的一个研究机构参加了实验。在林登贝格和法尔肯贝格使用了各种地面仪器，包括激光雷达、微波辐射计和无线电探空仪，并辅以系留气球和飞机测量。MOL的恒星和太阳光度计首次与其他地球物理工具一起使用。除了在绝对多云的条件下，几乎每天白天和黑夜都用这两种光度计进行观测。普尔科沃天文台（俄罗斯）开发的一系列程序立即处理了观测数据，并在每日简报中介绍了结果（气溶胶光学深度和水汽柱含量的每日变化）。将这些结果与无线电探空仪和微波辐射计的数据进行比较，证明光度计数据对校准其他地面观测和卫星测量是有用的。

2010-10-19astro-ph.EPastro-ph.IMphysics.ao-ph

用X-Shooter进行的散射月光观测：Cerro Paranal和ESO天空背景模式气溶胶特性的含意

Scattered moonlight observations with X-Shooter: Implications for the aerosol properties at Cerro Paranal and the ESO sky background model

估计天空背景对于地基天文学研究至关重要。在光学上，当月亮在地平线以上时，散射的月光主导天空背景。散射月光模型中最不确定的部分是气溶胶散射。目前的帕拉纳尔山天空背景模型使用的是外推的气溶胶消光曲线。利用一组X-Shooter的天空观测数据，我们对现有的模式进行了检验，并确定了从紫外到近红外的气溶胶消光。据我们所知，这是第一次将散射月光模型用于此目的。这些观测是在三个不同的月相期间的空白天空中进行的，每个夜晚/月相都在六个不同的月球角距离处进行。总的来说，目前的模型确实很好地再现了平均条件下的观察结果。使用一组不同气溶胶分布的天空背景模型与观测结果进行比较，我们发现了最有可能的气溶胶消光曲线，相函数和体积密度的三个晚上的观测，并将它们与当前的模型进行比较。虽然在气溶胶散射特性中存在一些简并，但消光曲线倾向于向更红的波长变平，并且与当前模型中使用的外推曲线相比总体上不那么陡峭。此外，与来自X-Shooter数据的有利体积密度相比，当前模型的粗颗粒显著较少。对于天空观测的三个夜晚，气溶胶的大小分布不同，最有可能反映了大气条件和气溶胶含量的变化。简而言之，目前的天空背景模型与观测结果相当一致，我们已经确定了更好的气溶胶消光曲线和Cerro Paranal相函数。

2019-02-12astro-ph.IM

在ORM地基大气尘埃测量的近红外热发射率

Near-infrared thermal emissivity from ground based atmospheric dust measurements at ORM

我们提出了一个分析在Observatorio del Roque de los Muchachos（ORM;加那利群岛）测得的气溶胶的大气含量。使用位于国家伽利略望远镜（TNG）的激光二极管粒子计数器，我们探测到了0.3，0.5，1.0，3.0，5.0和10.0微米大小的粒子。计算了大气中粉尘含量的季节变化。春季比夏季多尘，但冬季也可能出现多尘情况。提出了一种在近红外波段估算气溶胶发射率对天空亮度贡献的方法。在近红外光谱中，尘埃辐射对天空背景的贡献与气辉相比可以忽略不计，在沙尘天，在Ks波段的贡献最大，约为8-10%。

2011-07-10astro-ph.IM

Paranal上空可降水水汽的全天均匀性

All-sky homogeneity of precipitable water vapour over Paranal

低湿度和温度剖面（LHATPRO）微波辐射计，由辐射计物理有限公司（RPG）制造，用于监测欧洲南方天文台的帕拉纳尔天文台的天空条件，以支持VLT科学业务。该装置测量了183 GHz强水蒸气发射线上的几个通道，这是解决Paranal普遍存在的低水平可降水水蒸气（PWV）所必需的（中值约为2.4 mm）。该仪器由一个湿度廓线仪（183-191 GHz）、一个温度廓线仪（51-58 GHz）和一个用于云探测的红外相机（~10 μm）组成。我们提出，第一次，使用21个月的周期性（每6小时）的全天空扫描的辐射计的全天空PWV的均匀性的统计分析。这些数据提供了独特的洞察空间和时间变化的大气条件有关的天文观测，特别是在红外线。我们发现帕拉纳尔上空的PWV在整个天空中非常均匀，直到27.5°仰角，平均变化为0.32 mm（峰谷）或0.07 mm（rms）。均匀性是绝对PWV的函数，但相对变化相当恒定，为10-15%（峰谷）和3%（rms）。这种变化对天文数据的分析来说不会是一个重大问题。ESO的用户可以将在天顶测量的PWV指定为服务模式中的环境约束，例如，在红外线中进行非常苛刻的观测，这些观测只能在非常好的大气传输期间进行，因此PWV较低。我们的结论是，在一般情况下，它将是没有必要添加另一个观察约束PWV的同质性，以确保观察的完整性。

2014-08-08astro-ph.IMphysics.ao-ph

用ARIEL约束系外行星金属丰度和气溶胶：系外行星ARIEL光谱学（CASE）团队的独立研究

Constraining Exoplanet Metallicities and Aerosols with ARIEL: An Independent Study by the Contribution to ARIEL Spectroscopy of Exoplanets (CASE) Team

欧空局的大气遥感系外行星大型调查（ARIEL）将于2028年发射，对$\sim$ 1000颗过境系外行星进行调查，将建立在开普勒和TESS的遗产基础上，并通过将其高精度系外行星观测置于大型，具有重要意义的行星群背景下来补充JWST。从两个FGS连续覆盖0.5- 7.8 ~ $μ$ m（0.50- 0.55，0.8 - 1.0和1.0- 1.2 ~ $μ$ m光度法; 1.25- 1.95 ~ $μ$ m光谱）和AIRS（1.95- 7.80 ~ $μ$ m光谱），ARIEL将在其3.5年的任务期间确定大气成分和探测行星形成历史。NASA提出的对ARIEL系外行星光谱学的贡献（CASE）将是ARIEL FGS仪器的一个子系统，包括两个可见光到红外探测器，相关的读出电子设备和热控制硬件。将由波兰科学院空间研究中心建造的FGS将提供精细制导和可见光到近红外光度测定和光谱学，对大气气溶胶贡献和行星引力提供强有力的诊断，这在建立行星能量平衡方面发挥着至关重要的作用。CASE团队在这里介绍了一项独立的研究，研究ARIEL测量系外行星金属丰度的能力，它探测了行星形成的条件，FGS测量散射光谱斜率，它表明系外行星是否有大气气溶胶（云和霾），以及几何散射，这有助于建立行星气候。我们的设计参考任务模拟表明，ARIEL可以测量其1000颗行星的单次访问样本与$>7.5σ$的质量-金属丰度关系，FGS可以…

2019-06-06astro-ph.EPastro-ph.IM

更多相关论文收起更多论文

POSEIDON中气溶胶Mie散射的实现及其应用于热木星HD 189733 b的透射、发射和反射光谱

Implementation of Aerosol Mie Scattering in POSEIDON with Application to the hot Jupiter HD 189733 b's Transmission, Emission, and Reflected Light Spectrum

本研究在POSEIDON中实现Mie散射气溶胶数据库及多次散射反射/发射反演，并用HD 189733 b的存档数据揭示其晨昏线与日侧大气差异。

2024-10-25astro-ph.EPastro-ph.IM

利用冠状仪测量和气溶胶光学反演联合诊断日侧天空亮度

Joint Diagnostics of Circumsolar Sky Brightness Using Coronagraphic Measurements and Aerosol Optical Inversions at Mauna Loa

National Solar Observatory（国家太阳观测台）；High Altitude Observatory, National Center for Atmospheric Research（高空观测站，美国国家大气研究中心）；Solar Scientific LLC（太阳科学有限责任公司）；Akamai Workforce Initiative, Institute for Scientist & Engineer Educators, University of California Observatories（阿卡迈劳动力倡议，科学家与工程师教育研究所，加州大学天文台）；Department of Physics and Astronomy, University of Hawai‘i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校物理与天文学系）

本文通过冠状仪测量和气溶胶光学反演方法，研究Mauna Loa观测站日侧天空亮度与气溶胶性质的关系，利用AERONET数据进行多十年分析，提出基于物理的真色图像合成方法。

2026-03-10astro-ph.IMastro-ph.SRphysics.ao-ph

光纤光栅OH抑制近红外线间天空背景的性质

The nature of the near-infrared interline sky background using fibre Bragg grating OH suppression

我们分析了近红外线间的天空背景，OH和O2的排放在19小时的H波段观测与GNOSIS OH抑制单元和IRIS 2摄谱仪在3.9米的AAT。我们发现，OH排放的时间行为是最好的描述由一个逐渐减少，在前半段的夜晚，然后由一个逐渐增加，在后半段的夜晚以下的太阳高度角的行为。我们在1.520微米处测量了仪器热背景很低的线间背景，并研究了它随天顶距、日落后时间、黄道纬度、月球天顶距和月球距离的变化，以确定非热大气发射、黄道散射光和散射月光的存在。黄道散射光太微弱了，无法在综合观测中探测到。由于大气气溶胶的米氏散射，散射的月光可以在月球的小距离（< 11度）看到，但在其他地方太微弱而无法检测到。除了在非常小的月球距离的间隔线背景的分辨率为R~2400时，使用OH抑制光纤是由一个非热大气源的时间行为，类似于大气OH的排放，这表明间隔线背景包含仪器散射的OH为主。然而，在夜间早期，行间背景比OH更快地变暗，这表明快速变暗分子的贡献。在黑暗条件下，绝对线间背景为560 +/- 120光子/s^-1 m^-2 μ m ^-1 arcsec^-2。该值与之前没有OH抑制的测量值相似，表明未抑制的大气排放是行间背景的原因。未来的OH抑制光纤设计可以通过使用从高分辨率光谱获得的更精确的天空线测量来抑制更多的天空线来解决这个问题。

2013-04-11astro-ph.IM

全县范围内LED改造后夜空亮度的变化

Changes in night sky brightness after a countywide LED retrofit

美国国家公园管理局（National Park Service）的夜空计划（Night Skies Program）测量了一个全国范围的照明改造项目所导致的天空亮度变化。改造发生在车兰县，一个门户社区北瀑布国家公园和车兰湖国家娱乐区在华盛顿州。该县将所有3,693个县拥有的高压钠（HPS）路灯改造为完全关闭LED。这一数字约占该县户外街道和区域灯总数的60%。在新安装的灯具中，约80%的色温为3000 K，20%为4000 K。4000 K LED用于满足华盛顿州交通部的指导方针。为了测量天空亮度，我们在2018年改造开始前和2019年改造完成后使用了北斗夜空摄像机系统。这些图像进行光度校准和镶嵌在一起，以提供V波段的半球形图像。为了与我们的地面测量进行比较，我们获得了由Suomi国家极轨合作伙伴卫星上的可见红外成像辐射计套件（VIIRS）拍摄的卫星图像。我们的测量结果表明，改造后的天空辉光变得更亮，并在天空中延伸更高，但向上的辐射，作为测量的昼夜波段辐射计，减少。这些不同的结果可能是由于波长短于500纳米的光发射大幅增加，以及由于更好的屏蔽灯具而导致的天顶光发射相对减少。这些结果还表明，早期的模型VIIRS昼夜波段数据的天空辉光，至少需要大量的修改，以考虑到固态灯具的不同特性。

2021-07-01astro-ph.EPastro-ph.IM

用有限的现场测量确定蒂茂国家天文台的特征

Characterisation of Timau National Observatory using limited in-situ measurements

印度尼西亚东南部的一个新天文观测台目前正在建设中。这个蒂茂国家天文台将拥有一个3.8米望远镜，用于光学和近红外观测。为了支持操作和规划，需要适当地执行站点的表征。然而，由于资源有限和无法进入现场，无法部署仪器进行全面现场测试。幸运的是，来自天空质量计（SQM）的\emph{in-situ}天空亮度数据已经可用了近两年。根据470个夜晚的观测资料，我们得到了$μ_0=21.86\pm0.38$等/角秒$^2$的背景天空亮度。此外，我们评估月光下的天空亮度，估计大气消光系数（$k$）和现场散射水平。我们发现一个缓解值的$k=0.48\pm0.04$，与高大气气溶胶含量。对于位于低海拔的赤道区域（${\sim}1300$ masl），它被认为是规则的。通过分析天空亮度和\emph{Himawari-8}卫星红外图像的起伏，估计了至少$5.3$小时/夜的可用观测时间（AOT）和$66\%$的年平均可用夜百分比。SQM和卫星资料分析的月平均AOT与$R=0.82$相关。就每月可用夜数百分比而言，相关系数为$R=0.78$。在雨季（11月至4月），SQM和卫星数据分析的结果偏差更大，这主要是由于Himawari-8探测碎片低空云的能力有限。根据这些结果，我们预计蒂茂天文台将大大补充其他天文台。

2022-12-13astro-ph.IM

预测ESO甚大望远镜（VLT）和大双目望远镜（LBT）所在地上方的水蒸气

Forecasting water vapour above the sites of ESO's Very Large Telescope (VLT) and the Large Binocular Telescope (LBT)

大气中的水蒸气是红外和亚毫米波段大气不透明度的主要来源，其数值在地面望远镜上使用这些波长的仪器进行观测时起着关键作用。利用Cerro Paranal的VLT成像仪和中红外光谱仪以及Graham山的大型双目望远镜干涉仪等仪器安排科学观测方案，肯定会受益于预测大气水蒸气含量的能力。在这方面的贡献，我们提出了一项研究，旨在验证性能的非静力中尺度Meso-NH模式可靠地预测上述两个网站的可降水量（PWV）。对于VLT的情况下，我们使用，作为参考，测量完成的低湿度和温度廓线辐射计（LHATPRO），因为几年来，是在VLT例行操作。LHATPRO已在先前的研究中得到广泛验证。我们获得了良好的性能与此模型进行预测，包括极低的PWV值（<= 1毫米）。对于LBTI的情况下，我们比较一个太阳年的预测与卫星估计再次获得一个很好的协议中-NH模型。这项研究代表了进一步验证ALTA中心的大气参数预报输出，ALTA中心是一个业务和自动预报系统，旨在支持LBT和LBTI的观测。

2018-09-28astro-ph.IMphysics.ao-ph

提克纳微波光谱仪中频谱测量的系统误差

Systematic errors in spectral measurements with the Tenerife Microwave Spectrometer

Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC)（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Istituto Nazionale di Astrofisica（意大利国家天体物理研究所）

本文研究了提克纳微波光谱仪中频谱测量的系统误差，通过分析仪器模型和噪声温度贡献，量化了非理想混叠效应的影响，并建立了校准和性能优化的框架。

2026-03-02astro-ph.IM

大气反演中的云与霾参数化：来自土卫六卡西尼数据与热木星JWST观测的启示

Cloud and Haze Parameterization in Atmospheric Retrievals: Insights from Titan's Cassini Data and JWST Observations of Hot Jupiters

本研究在TauREx框架内构建了灵活的气溶胶参数化方法，通过土卫六卡西尼掩星数据评估，并应用于解释四颗典型热木星的JWST观测数据，揭示了宽广波长覆盖对于稳健表征云和霾、打破大气化学简并性的必要性。

2025-06-05astro-ph.EPastro-ph.IM

利用哈勃空间望远镜在2030年代刻画凌星系外行星大气

Characterizing Transiting Exoplanet Atmospheres in the 2030s with the Hubble Space Telescope

Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Bristol（布里斯托大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Oxford（牛津大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）

本文讨论哈勃望远镜在短波段的独特能力，聚焦气溶胶散射斜率、超热木星金属吸收和恒星活动等科学案例，为未来观测规划路线图。

2026-06-02astro-ph.EPastro-ph.IM

光学波长数据对系外行星透射光谱大气反演的重要性

The Importance of Optical Wavelength Data on Atmospheric Retrievals of Exoplanet Transmission Spectra

本研究通过对14颗巨行星的多波段凌星光谱开展大气反演与信息量分析，发现0.6μm以下光学波长对约束云散射参数与碱金属元素至关重要，指出需用哈勃光学数据补充JWST观测以深化系外行星大气研究。

2024-03-12astro-ph.EPastro-ph.IM