Some atmospheric aerosol characteristics as determined from laser angular scattering measurements at a continental urban station

Abstract

A bistatic continuous wave Argon ion lidar system has been used to collect information on the variation of laser return signal strength from the lower atmosphere with scattering angles at a fixed altitude of scattering. Lidar data collected on 50 clear sky days during the period of April 1987 - December 1995 at a continental tropical urban station have been used for the study. The experimental data have been compared with the theoretically computed differential Mie scattering cross sections at the common scattering angles to determine the most probable value of size index, v, and the complex index of refraction, m, applicable to the environment over the observing site by adopting a library-search method and simple statistical tools. The study showed that the most frequently occurring aerosol type at the location is dust-like with a most probable value of size index 4.5. Retrieval of aerosol number concentration, using this information together with the experimental values of scattered signal strength, yields an average concentration value in the range of 2 x 3 10³ cm-3 in the atmos pheric layer close to the surface.

Translated abstract

Se utilizó un sistema “lidar” biestático continuo de onda de argón para obtener información sobre la variación en la intensidad de la señal láser de retorno desde la atmósfera baja con ángulos de dispersión a una altitud fija. Para el estudio se utilizaron datos lidar obtenidos en cincuenta días de cielo claro en una estación tropical urbana durante el periodo de abril de 1987 a diciembre de 1995. Los datos experimentales se compararon con las secciones transversales de dispersión de Mie obtenidas teóricamente a los ángulos comunes de dispersión para determinar el valor más probable del índice de tamaño, v, y el índice complejo de refracción, m, aplicables al ambiente sobre el sitio de observación utilizando un método de búsqueda tipo biblioteca y herramientas estadísticas simples. El estudio demostró que el aerosol que ocurre con más frecuencia es del tipo polvo y que el valor más probable del índice de tamaño es 4.5. La recuperación del número de concentración del aerosol, utilizando esta información junto con los valores experimentales de la intensidad de la señal de dispersión, dan un valor promedio de concentración de 2 - 3 x 10-3 cm-3en la capa atmosférica cercana a la superficie.