摘要

大气黑碳气溶胶具有强吸光能力,由于形状和混合结构十分复杂,其光学特性具有较大不确定性。本文使用一种三维仿真建模工具(EMBS)建立不同分形维数(Df=1.8、2.6)和混合结构的黑碳单颗粒模型,耦合离散偶极近似方法(DDA)计算光吸收增强(Eabs)、单次散射反照率(SSA)和光吸收截面(Cabs),并与多球T矩阵(MSTM)和Mie散射方法的计算结果进行对比。研究发现MSTM模型的Eabs结果对包裹程度(F)比较敏感,而DDA模型的Eabs结果对黑碳包裹层厚度(Dp/Dc)的敏感性更高。DDA和MSTM模拟的差异主要来源于:(1) DDA和MSTM方法中黑碳聚集体和包裹层形状的差异可造成Eabs和Cabs的相对偏差分别为20%和23%;(2)黑碳包裹层的相对位置变化导致光学结果具有2%-4%的相对偏差。由于DDA和MSTM方法的模型形状和结构具有差异,从而导致光学模拟结果可能出现较大差异。