汪帮主卫星遥感空间分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zjwang 湖北鄂州人,2011年博士毕业于吉林大学。现从事卫星遥感技术工作。

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臭氧廓线与臭氧总量互相换算

已有 12938 次阅读 2009-4-19 01:00 |个人分类:卫星遥感|系统分类:科研笔记| 臭氧, 廓线, 总量

 

    臭氧的总量单位DU,是这样一个单位,1DU表示标态下单位面积上有0.01mm厚臭氧。则300DU标态下表示单位面积上有3mm厚臭氧,这正是地球上空臭氧的平均总量值,即把地表上空臭氧压缩成标态下的厚度。

    臭氧廓线表示是一系列高度上的臭氧浓度,如数密度。臭氧柱量是表示地表上空一柱状体的总臭氧总量,正好用DU表示。知道DU值,即知道单位面积上臭氧的厚度,则可以得到标态下的臭氧体积,根据摩尔体积常数22.4L/mol和阿伏加德罗常数NA,可以得到臭氧的分子数m,根据柱高度,可以得到大气总体积v,则臭氧数密度n=m/v可求;反之,知道某高臭氧数密度n和层高,可以先计算单位面积上的大气总体积,再计算臭氧分子数,然后根据摩尔体积常数22.4L/mol和阿伏加德罗常数NA,标态下的臭氧体积v可求,那么单位面积上臭氧厚可得,这样其层DU值可得,累加所有层DU值可得这一柱体DU值。

 

臭氧廓线 -> 臭氧柱量

已经一系列高度上的数密度,计算臭氧总量,即臭氧柱量。比如知道050kmkm的臭氧密度ni (molecule/cm3)

每一层为1km,只能假设在此层数密度均匀,都为ni。设单位面积为1cm2,此层体积为

vi = 1(km)*1(cm2) = 1E5(cm3)

则臭氧分子个数为

mi = ni*1E5(molecule)

则标态下体积为

vo3i = mi(molecule) / NAmolecule/mol* 22.4E3(cm3/mol)

则臭氧柱量为

ci = vo3i(cm3) / 1(cm2) (DU)

则臭氧总柱量为

TO3 = c0 + c1 + … + ci +… + c50 (DU)

 

臭氧柱量 -> 臭氧廓线

臭氧柱量需要知道一系列高度以上的柱量(否则不能计算),求某一高度处的数密度。比如知道050kmkm的高度以上的臭氧柱量。相邻高度h50h49高度差为dh,柱量差dcDU,设单位面积1cm2,则标态下臭氧在此层的体积为

vo3i = dcE-3 * 1(cm2) = dcE-3 (cm3)

分子数为

mi = vo3i / 22.4E3(cm3/mol) * NA

此层的总体积为

vi = dhE5cm*1cm2

数密度为

ni = mi / vi



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