利用自行研制的大气细粒子谱分析仪、振荡天平、大气能见度仪和气象参数仪,对2008年北京奥运期间的主场馆区域大气质量状况进行了连续在线测量。奥运期间粒子日平均数浓度变化表明,核模态粒子(5-20 nm)主要受气相成核过程的影响,数浓度变化曲线呈单峰值结构;爱根核模态(20-100 nm)受人为源及核模态粒子贡献影响较大,数浓度曲线呈典型的三峰值结构;积聚模态(100 nm-1 μm)数浓度日变化不大,但受降水等天气因素影响较大。结合地面能见度数据,对降雨、灰霾和晴好天气状态下大气细粒子谱变化特征进行分析,结果表明,降雨对颗粒物的清除作用与颗粒物粒径大小密切相关,而灰霾天气下大气能见度的降低主要受积聚模态粒子散射消光的影响。同时,利用细粒子数浓度计算得到粒径小于10 μm的颗粒(PM10)质量浓度,计算值与振荡天平实测值具有较好的一致性,相关系数达86.1%。

结合遥感所、云岗镇、燕山石化及首都机场4个站点2008年6月至9月期间SO2、NO2、O3以及PM10的监测结 果,对北京奥运期间主要污染物浓度水平和变化特征进行分析。PM[EQUATION]为北京市的主要污染物,各时段市 区站点PM[EQUATION]均明显高于市郊站点,城郊差异从7月1日至7月19日以及7月20日至8月24日时段的50%减少 至8月8日至8月24日以及9月6日至9月17日时段的25%左右。城郊各阶段PM[EQUATION]日变化的差异主要表现在 凌晨至11:00前后的时段。一次污染物SO[EQUATION]和NO[EQUATION]均达到国家大气环境质量二级标准,随着减排措施的实 施,降幅均超过14%。从日变化曲线来看,各站点NO[EQUATION]基本呈双峰型特征, SO[EQUATION]在燕山石化和云岗镇站 点表现出双峰态。O[EQUATION]作为光化学烟雾的指示剂,各站点O[EQUATION]呈现出白天高、夜晚低的日变化特征。云 岗镇和燕山石化的O[EQUATION]日变化表现出明显的双峰型。4个站点O[EQUATION]在实施减排措施的初始阶段呈现出升 高的趋势,7月20日后的统计数据表明后期O[EQUATION]浓度持续下降,平均日变化最大值和最小值的比值减小。 各个污染物浓度在8月8日至8月24日时段下降最为显著。相比于7月1日至7月19日减排措施实施的起始阶段, 各站点在7月20日至8月24日奥运期间SO[EQUATION]、NO[EQUATION]、O[EQUATION]和PM[EQUATION]降低幅度分别为14% [EQUATION]33%, 15%[EQUATION]61%, 2.5%[EQUATION]14%和10%[EQUATION]12%。

2008年7[EQUATION]8月在北京市奥体中心的遥感所站点连续实时监测碳黑气溶胶(BC),研究其在北京奥运期间的 变化特征和来源。奥运会前BC平均质量浓度约为4.58 [EQUATION]g/m[EQUATION],而奥运会期间其平均浓 度约为 3.07 [EQUATION]g/m[EQUATION],下降比约为33.0% ,这说明减排措施有效降低了BC的排放总量。同 步监测的可吸入颗粒物(PM[EQUATION])与BC一致性较好,相关系数为0.86, BC约占PM[EQUATION]的1.9% 。比对2007年同期BC浓度 数据,也证实了北京地区在实行各项减排措施后,BC的污染情况有较大好转。

小角激光散射是一种有效的测量高聚物球晶半径的方法。传统SALS图像采集方法复杂、不易调节, 图像质量不够理想。数字成像技术提供了很好的替代手段,但目前主要采用CCD摄像机直接采集散射图像,它的成 本较高,操作和处理不够灵活。利用CMOS成像技术采集散射光在毛玻璃上所成的像,能使图像采集的硬件成 本大为降低而且操作方便,简化了SALS图像数据采集和后期处理。

差分光学吸收光谱技术(DOAS)中,通过不同高通滤波方法获得差分光学密度, 与经过相同数字滤波处理的实验室的标准参考谱作最小二乘拟合, 反演出各种气体 的浓度。通过几种平滑滤波和多项式滤波对相同测量信号进行光谱分析,比较 其反演浓度的精度、残差的标准方差和峰峰值。结果表明,3点500次平滑滤波重复 两次的高通滤波方法各项指标都优于其它方法,能有效地提高测量精确度和降低检测下限。

城市空气质量监测系统中差分光学吸收光谱法的光学部分受到外界影响(温度、 光纤位置等), 或是氙灯自身的变化, 都会引起测量谱线的漂移。 如果灯信号谱与大气测量信号谱谱线漂移不一致而产生谱线相对偏移, 将直接影响测量结果的准确性。 因此, 在运用DOAS方法进行大气痕量气体污染物浓度反演时, 必须对大气测量信号谱和灯信号谱进行波长匹配。 文章通过对氙灯自身发射光谱特殊结构的研究, 提出了利用氙灯特征发射峰, 通过对两个信号光谱进行最小二乘拟合, 达到谱线校正的方法。 实验结果证明, 这种方法可以有效地减小谱线相对偏移对大气痕量气体污染物浓度反演结果的影响。

为了表征不同涂层表面的偏振光学散射特性,在基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型的基础上,针对不同涂层样品提出了一种适用范围更广的多参量偏振双向反射分布函数模型.采用遗传算法对实验数据进行模型参量拟和.实验结果表明,对几种不同的涂层样品,这种多参量模型的模拟计算结果与测量结果均能较好吻合,可以为后续的目标偏振特征提取与识别工作提供参考.

差分光学吸收光谱法（DOAS）已经成为测量大气痕量气体含量的常用方法,该方法灵敏度高,可同时监测多种大气痕量气体。提出了应用差分吸收光谱方法监测大气痕量气体垂直分布,结合放置数套角反射器的近地层高塔,研制出扫描长光程差分吸收光谱（扫描LP-DOAS）系统。应用此系统于2007年夏季对北京城市重要大气污染物NO2的垂直分布进行了外场监测,准确获得了NO2沿各光路的积分浓度,确定了系统在各光路的检测限和系统总的测量误差。基于垂直廓线模型,成功反演了NO2的垂直廓线和垂直梯度。研究结果表明扫描LP-DOAS技术监测城市大气近地层痕量气体垂直分布的可行性。

为了实现高压变电站室内SF₆气体浓度的精确实时检测，对红外激光吸收方法用于SF₆检测进行了研究和分析。根据SF₆气体在红外波段(10．55μm)的强吸收特性，研究了在该波段下SF₆吸收特性和其浓度之间的关系，并得出了二者之间的关系曲线。该方法为高压变电站室内SF₆气体的定量检测提供了理论基础。

为了表征复杂涂层表面的光学散射特性,基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型,利用遗传算法从实验数据中反演出模型的关键参量。采用C＋＋语言对偏振双向反射分布函数模型进行了数值模拟,分析了模型参量对偏振双向反射分布函数的影响。数值模拟结果与实验数据的对比表明,该模型算法有较高的模拟精度,可以为后续的目标特征提取与识别工作提供参考。