基于QDOAS的多轴差分吸收光谱测量对流层HCHO的研究

基于QDOAS的多轴差分吸收光谱测量对流层HCHO的研究

论文摘要

由于甲醛在大气光化学反应中的重要性及其对环境、气候和人类健康的危害,监测、有效控制甲醛浓度已经成为一件刻不容缓的要事。目前传统的监测多局限于基于化学方法、色谱法的室内监测,或是室外较小范围的监测,室外大范围的大气中的甲醛监测往往为人们所忽视。为了有效监测大气中大范围的甲醛(HCHO)浓度,建立了地基MAX-DOAS观测系统,与主动DOAS观测系统相比,该观测系统不受光源和反射装置限制,平台搭建简单,测量范围广。2018年在合肥地区(117°17′E,31°90′N)夏季开展了基于地基MAX-DOAS的外场连续观测实验,结合新一代光谱处理软件QDOAS利用DOAS算法的非线性最小二乘拟合反演甲醛(HCHO)的斜柱浓度,并通过大气质量因子(AMF)将甲醛(HCHO)的斜柱浓度转换为柱浓度,并分析了7月份的观测数据,结果表明,低仰角下甲醛的差分斜柱浓的值较高,说明,对流层甲醛主要集中在接近地表的位置。从实验数据还可以看到,二氧化氮与甲醛的变化趋势基本一致,说明大气中的甲醛与机动车排放或是工业排放出的的氮氧化物(NO2等)在大气的源与汇过程中具有一定的相关性。通过地基MAX-DOAS测量数据与OMI观测值的比较发现,二者的变化趋势具有良好的一致性,且相关系数为0.518 9,并分析了OMI观测值偏低的原因。研究结果表明,地基MAX-DOAS系统不仅可以对区域污染的演变进行研究,也为甲醛的测量提供了一种实时、快速的监测手段,为分析大气甲醛的来源提供了一种新的解析手段,为验证卫星观测数据提供了一种有效的手段。

论文目录

  • 引 言
  • 1 实验部分
  •   1.1 监测地点
  •   1.2 多轴差分吸收光谱系统
  •   1.3 基于QDOAS的光谱反演
  •   1.4 对流层垂直柱密度 (VCD)
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 对流层甲醛 (HCHO) 的日变化和周变化
  •   2.2 地面测量与卫星数据对比
  • 3 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 韦民红,刘诚,李素文,陈正慧,牟福生

    关键词: 多轴差分吸收光谱,甲醛,卫星校验,光化学

    来源: 光谱学与光谱分析 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 物理学,环境科学与资源利用

    单位: 淮北师范大学物理与电子信息学院,中国科学技术大学地空学院

    基金: 国家自然科学基金面上项目(41875040,41475017),安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2018A0392)资助

    分类号: O433.1;X51;X87

    页码: 2332-2336

    总页数: 5

    文件大小: 1292K

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