《表3 三种反演算法的结果比较》

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《一种确定消光系数边界值的新算法》

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2015年11月10日，当日空气质量为中度污染，空气质量指数为160，PM2.5的质量浓度为120μg/m3。利用算法一对10日11:16—11:53实际测得的激光雷达回波信号进行反演，得到的消光系数边界值为0.00816km-1，设置的迭代初值为0.2km-1，迭代次数为3次；算法二得到的大气气溶胶消光系数边界值为0.00816km-1，设置的迭代初值为0.2km-1和0.3km-1，迭代次数为5次；算法三得到的大气气溶胶消光系数边界值为0.00825km-1，设置的迭代初值为0.2km-1，迭代次数为82次。三种算法中设置K=1000，ε=10-3，Sa（z）=50sr，边界高度zc选为3.4950km，zb=3.3450km。将参考文献[21]中提及的洁净层法得到的消光系数边界值0.00047km-1作为理论值。图3（a）为激光雷达回波信号，图3(b）～（d）为三种反演算法的结果比较，消光系数边界值取小数点后5位。从图3(b）～(d）可以看出，三种算法的消光系数廓线与理论值较相似，经计算，算法一和算法二反演得到的消光系数分布曲线和理论值之间的AARE均为21.51%，算法二和理论值之间的AARE为21.77%。三种反演算法的对比如表3所示。通过迭代次数和AARE指标可以看出：算法一的AARE略优于算法三，且算法一的迭代次数远小于算法三；虽然算法一与算法二的AARE近似相等，但算法一的收敛速度提高到3阶，算法二的收敛阶仅为1.618，算法一得到的消光系数更准确且迭代次数较少。