Method for retrieving range-resolved aerosol microphysical properties from polarization lidar measurements ... : طريقة لاسترداد الخصائص الفيزيائية الدقيقة للهباء الجوي المحلول بالنطاق من قياسات ليدار الاستقطاب ...

• Main Authors: Zhongwei Huang, Qingqing Dong, Bin Chen, Tianhe Wang, Jianrong Bi, Tian Zhou, Khan Alam, Jinsen Shi, Shuang Zhang
• Format: Text
• Language: English
• Published: OpenAlex 2023
• Subjects: Aerosols' Impact on Climate and Hydrological Cycle; Global and Planetary Change; Environmental Science; Physical Sciences; Atmospheric Aerosols and their Impacts; Atmospheric Science; Earth and Planetary Sciences; Global Methane Emissions and Impacts; Aerosol Formation; Aerosols; Remote Sensing; Lidar; Aerosol; Sun photometer; AERONET; Remote sensing; Environmental science; Radiative transfer; Effective radius; Angstrom exponent; Photometer; Atmospheric sciences; Meteorology; Physics; Optics; Geology; FOS Earth and related environmental sciences; Quantum mechanics; Galaxy; Aerosol Robotic Network
• Online Access: https://dx.doi.org/10.60692/68cew-erw60; https://gresis.osc.int//doi/10.60692/68cew-erw60

Aerosol microphysical properties, such as volume concentration (VC) and effective radius (ER), are of great importance to evaluate their radiative forcing and impacts on climate change. However, range-resolved aerosol VC and ER still cannot be obtained by remote sensing currently except for the column-integrated one from sun-photometer observation. In this study, a retrieval method of range-resolved aerosol VC and ER is firstly proposed based on the partial least squares regression (PLSR) and deep neural networks (DNN), combining polarization lidar and collocated AERONET (AErosol RObotic NETwork) sun-photometer observations. The results show that the measurement of widely-used polarization lidar can be reasonably used to derive the aerosol VC and ER, with the determination coefficient (R2) of 0.89 (0.77) for VC (ER) by use of the DNN method. Moreover, it is proven that the lidar-based height-resolved VC and ER at near-surface are well consistent with independent observations of collocated Aerodynamic ... : تعتبر الخصائص الفيزيائية الدقيقة للهباء الجوي، مثل تركيز الحجم (VC) ونصف القطر الفعال (ER)، ذات أهمية كبيرة لتقييم تأثيرها الإشعاعي وتأثيراتها على تغير المناخ. ومع ذلك، لا يزال من غير الممكن الحصول على الهباء الجوي المحلول بالنطاق VC و ER عن طريق الاستشعار عن بعد حاليًا باستثناء العمود المدمج من مراقبة مقياس الضوء الشمسي. في هذه الدراسة، يتم اقتراح طريقة استرجاع للهباء الجوي VC و ER المحلول بالنطاق أولاً بناءً على انحدار المربعات الصغرى الجزئي (PLSR) والشبكات العصبية العميقة (DNN)، والجمع بين الاستقطاب LIDAR و AERONET (AErosol RObotic NETwork) ملاحظات مقياس الضوء الشمسي. تظهر النتائج أنه يمكن استخدام قياس ليدار الاستقطاب المستخدم على نطاق واسع بشكل معقول لاشتقاق الهباء الجوي VC و ER، مع معامل التحديد (R2) البالغ 0.89 (0.77) لـ VC (ER) باستخدام طريقة DNN. علاوة على ذلك، ثبت أن VC و ER المحللين للارتفاع والقائمين على الليدار على السطح القريب يتسقان بشكل جيد مع الملاحظات المستقلة لمحدد حجم الجسيمات الديناميكية الهوائية (APS). بالإضافة إلى ذلك، وجدنا أن هناك اختلافات نهارية وموسمية كبيرة في الهباء الجوي VC و ER ...