大气中悬浮的固态和液态颗粒物总称为大气气溶胶,碳黑气溶胶作为大气气溶胶的重要构成成分之一,主要来源于化石燃料、生物质燃料的不完全燃烧。碳黑气溶胶不仅损害人体呼吸系统、危害人体健康安全,而且也因其对太阳辐射的吸收与散射作用,加重了全球变暖现象。对碳黑气溶胶光散射特性进行计算分析,对于碳黑气溶胶浓度的监测、大气污染的治理以及环境安全的维护有着至关重要的作用。碳黑气溶胶的形态结构复杂,其光散射特性受到形态等多种因素的影响。本文建立碳黑气溶胶的光散射特性计算模型,对其光散射特性进行数值计算,具体研究内容如下:分析碳黑团聚物形态变化,对煤与生物质燃料燃烧生成烟气进行取样,通过扫描电镜图像(FEI quanta 200F)获取团聚物电镜图片,利用图像处理软件IMAGEJ分析图片,提取碳黑团聚物几何参数并推导团聚物形态参数(粒子数目、分形维数、前向因子);分析碳黑团聚物形态对其光散射特性的影响,基于CCA模型及T矩阵模型,对不同入射波长、粒子数目、分形维数及前向因子条件下的碳黑团聚物进行光散射模拟计算;建立碳黑气溶胶光散射特性计算模型,基于光散射计算方法,建立随粒子数目变化时,消光、散射、吸收系数的计算模型;配置浓度为0.05g/100ml的碳黑悬浊液,通过模型计算其消光系数,同时通过分光光度计测量悬浊液的透过率光谱,计算碳黑团聚物实验消光系数,并对消光系数的计算模型进行修正。