10.3964/j.issn.1000-0593(2020)03-0720-07
基于成像差分吸收光谱技术探测合肥市大气边界层NO2斜柱浓度分布研究
近年来,中国经济发展迅速,工业化程度越来越高,大气环境污染问题加剧,严重影响人民的日常生活,因此对大气污染物的实时监测研究尤为重要.城市边界层大气中各类污染源排放的相互作用,使得其污染问题复杂多变,特别是在重污染过程中污染物在大气中的垂直分布和变化情况问题.成像差分吸收光谱(I-DOAS)技术用于对污染物空间分布的探测,国内外对该技术的研究主要基于地基扫描、机载和星载平台,因其具有长距离、多组分、高分辨同时连续实时观测的特点,观测范围可从小尺度逐渐向大区域拓展,可为分析大气环境现状提供重要数据支撑.地基成像差分吸收光谱技术一般用于对某一污染源的探测,主要研究其对城市大气边界层污染物分布的探测方法,其中介绍了基于比尔-朗伯定律的差分吸收光谱(DOAS)原理,分析了基于"推扫"方式的成像系统的成像原理,并且以大气中常见污染物NO2为例,2018年6月12日在合肥市科学岛开展对边界层大气N O2的成像遥测实验,将多芯光纤束前端与紫外镜头耦合,后端连接光谱仪狭缝,紫外镜头搭载于二维转台电机上,设置二维旋转电机合适的仰角,水平方向上从0°旋转至90°,观测区域中主要包括郊区,电厂区和城市区三个典型区域.选择天顶太阳光谱作为参考谱,将测量光谱、参考谱进行相应多通道光谱合并及提取,每采集一次可获得相对应的38条光谱.使用DOAS反演方法对所有测量光谱进行数据反演,得到38×90组NO2的差分斜柱浓度(DSCD),并根据观测角度的几何模型,将浓度信息与空间维上的像元相匹配,按照扫描方向进行依次插值重构,扣除复杂背景后,获得合肥市边界层NO2差分斜柱浓度的二维分布图像,并且与当天同时进行实验的M AX-DOAS观测数据作对比,两者在郊区、电厂区和城市区的相关系数分别为0.86,0.87和0.83,结果表明该系统能够有效获取城市边界层大气污染物浓度分布信息.
差分吸收光谱、城市边界层、二氧化氮、二维分布成像
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O433.1(光学)
国家自然科学基金项目41530644;国家重点研发计划项目2017YFC0209902
2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共7页
720-726
