Erste Rückführung komplexer Brechungsindizes von FIR bis UV: Anwendung auf Kaolinit-Partikel

Das Wissen über die optischen Eigenschaften, insbesondere die komplexen Brechungsindizes (CRI) von Aerosolen, ist entscheidend, um ihre Auswirkungen auf die Umwelt durch Fernerkundungstechniken besser quantifizieren zu können. Die in der Literatur verfügbaren CRI-Daten liefern jedoch hauptsächlich Reflexionsmessungen an Massengütern oder gepressten Pellets und erstrecken sich über begrenzte Wellenlängenbereiche. Hier präsentieren wir eine verbesserte Rückführungsmethodologie, die ein Versuchsaufbau kombiniert, der gleichzeitig die Messung von hochauflösenden Extinktionsspektren (bis zu 0,5 cm−1) und die Aufzeichnung der Größenverteilung (SD) sowohl von feinen (bis zu 10 nm) als auch von groben (bis zu 20 µm) Partikeln ermöglicht. Durch die Einführung dieser experimentellen Messungen in einen numerischen iterativen Prozess werden die reellen und imaginären Teile der CRI mit einer optimalen Schätzmethode (OEM) in Verbindung mit Streutheorien und der einzelnen subtraktiven Kramers–Kronig (SSKK)-Relation zurückgeführt. Mit dieser Methodologie sind wir in der Lage, zum ersten Mal die CRI eines Aerosolstroms für Kaolinit über einen breiten Spektralbereich von Ferninfrarot (FIR) (50 µm/200 cm−1) bis UV (0,25 µm/40.000 cm−1) genau zu bestimmen. Die Mittelwerte der gesamten Unsicherheit der zurückgeführten reellen und imaginären Teile betragen 1,6% bzw. 0,6%.