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基于光腔衰荡光谱的大气气溶胶消光系数测量及校准技术研究

Cavity Ring Down Detection and Calibration Techniques for the Measurement of Aerosol Extinction

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摘要

气溶胶消光系数与大气能见度、气候变化直接相关。采用532 nm 脉冲激光腔衰荡光谱仪实现对气溶胶消光系数的测量,气溶胶消光仪的检测限为0.3 Mm-1,并采用CO2、氟利昂R134 纯气以及不同浓度的NO2气体对消光仪进行全量程验证、校准。在此基础上,与积分浊度仪、黑碳仪开展气溶胶消光系数现场比对测量,测量数据符合良好。

Abstract

The Aerosol extinction coefficient is of crucial importance for atmospheric visibility and climate change.The aerosol extinction coefficient is measured based on the cavity ring down spectrometer using 532 nm pulsed laser.The detection limit of the aerosol extinction spectrometer is 0.3 Mm-1. Pure CO2, pure Freon R134, and different concentration NO2 are used for full scale calibration. Comparative field measurement of aerosol extinction using aerosol extinction spectrometer, nephelometer and aethalometer are carried out, and the data are in good agreement.

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中图分类号:O433.5

DOI:10.3788/lop53.020102

所属栏目:大气光学与海洋光学

基金项目:质检公益性行业科研专项(201210061)、浙江省省属科研院所专项(2013F10058,2015F10024)、杭州市重大科技创新专项(20142013A25)、浙江省质监系统重大科研项目(20130110,20140111)

收稿日期:2015-09-07

修改稿日期:2015-09-29

网络出版日期:2016-01-16

作者单位    点击查看

潘孙强:浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018
陈哲敏:浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018
张建锋:浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018
胡朋兵:浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018
李国水:浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018

联系人作者:潘孙强(pansunqiang@gmail.com)

备注:潘孙强(1986—),男,博士后,主要从事激光光谱技术方面的研究。

【1】Charlson R J, Schwartz S E, Hales J M, et al.. Climate forcing by anthropogenic aerosols[J]. Science, 1992, 255(5043): 423-430.

【2】Mishchenko M I, Cairns B, Hansen J E, et al.. Monitoring of aerosol forcing of climate from space: Analysis of measurement requirements[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2004, 88(1): 149-161.

【3】Liu Cong, Su Lin, Zhang Chaoyang, et al.. Comparative analysis of vertical distribution of aerosols by using spacebornelidar [J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(4): 0413001.
刘聪, 苏林, 张朝阳, 等. 星载激光雷达对气溶胶垂直分布的对比分析[J]. 中国激光, 2015, 42(4): 0413001.

【4】Bo Guangyu, Liu Dong, Wu Decheng, et al.. Two- wavelength lidar for observation of aerosol optical and hygroscopic properties in fog and haze days[J]. Chinese J Lasers, 2014, 41(1): 0113001.
伯广宇, 刘东, 吴德成, 等. 双波长激光雷达探测典型雾霾气溶胶的光学和吸湿性质[J]. 中国激光, 2014, 41(1): 0113001.中国激光|2014|41|1|0113001

【5】Zhao Hu, Hua Dengxin, Di Huige, et al.. Development of all time multi-wavelength lidar system and analysis of its signal to noise ratio[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(1): 0113001.
赵虎, 华灯鑫, 狄慧鸽, 等. 全天时多波长激光雷达系统研制与信噪比分析[J]. 中国激光, 2015, 42(1): 0113001.

【6】Xu Xuezhe, Zhao Weixiong, Dong Meili, et al.. Monitoring aerosol extinction with cavity enhanced/ring-down spectroscopy: A brief review[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 2014, 31(4): 477-488.
徐学哲, 赵卫雄, 董美丽, 等. 腔增强/衰荡光谱应用于气溶胶消光检测研究进展[J]. 量子电子学报, 2014, 31(4): 477-488.

【7】Dong Meili, Zhao Weixiong, Cheng Yue, et al.. Incoherent broadband cavity enhanced absorption spectroscopy for trace gases detection and aerosol extinction measurement[J]. Acta Physica Sinica, 2012, 61(6): 060702.
董美丽, 赵卫雄, 程跃, 等. 宽带腔增强吸收光谱技术应用于痕量气体探测及气溶胶消光系数测量[J]. 物理学报, 2012, 61(6): 060702.

【8】Li L, Chen J, Chen H, et al.. Monitoring optical properties of aerosols with cavity ring-down spectroscopy[J]. Journal of Aerosol Science, 2011, 42(4): 277-284.

【9】Bodhaine B A. Measurement of the Rayleigh scattering properties of some gases with a nephelometer[J]. Applied Optics, 1979, 18(1): 121-125.

【10】Sneep M, Ubachs W. Direct measurement of the Rayleigh scattering cross section in various gases[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 2005, 92(3): 293-310.

【11】Thalman R, Zarzana K J, Tolbert M A, et al.. Rayleigh scattering cross-section measurements of nitrogen, argon, oxygen and air[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 2014, 147(5): 171-177.

【12】Liu Qiang, Niu Mingsheng, Wang Guishi, et al.. Development of a photoacoustic spectroscopy system for the measurement of absorption coefficient of atmospheric aerosols[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33(7): 1729-1733.
刘强, 牛明生, 王贵师, 等. 适用于测量大气气溶胶吸收系数的光声光谱系统的研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2013, 33(7): 1729- 1733.

引用该论文

Pan Sunqiang,Chen Zhemin,Zhang Jianfeng,Hu Pengbing,Li Guoshui. Cavity Ring Down Detection and Calibration Techniques for the Measurement of Aerosol Extinction[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2016, 53(2): 020102

潘孙强,陈哲敏,张建锋,胡朋兵,李国水. 基于光腔衰荡光谱的大气气溶胶消光系数测量及校准技术研究[J]. 激光与光电子学进展, 2016, 53(2): 020102

被引情况

【1】刘永翔,张健,杜永成. 弥散介质遮蔽表面的红外成像测温方法. 激光与光电子学进展, 2016, 53(9): 91201--1

【2】寇潇文,周宾,刘训臣,陈海轩,张勐,刘鹏飞. 腔衰荡光谱方法测量大气中痕量NH3的浓度. 光学学报, 2018, 38(11): 1130001--1

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