鉴于近年来突发事故和雾霾等污染现象时有发生, 其危害范围广、 危害程度深, 因此迫切需要掌握污染影响的区域、 范围、 强度以及污染扩散的趋势。 而污染源、 污染气体的二维快速成像分布在确定气体泄漏源定位、 鉴别突发事件以及鉴定污染范围和污染影响的过程中占绝对优势。 基于面阵CCD探测器, 利用紫外滤光片分光的成像技术实现了对丰台电厂烟囱排放的烟羽进行快速成像测量; 采用烟气在线监测技术获取的SO2实时浓度作为参考浓度, 经转换之后标定成像系统, 标定结果表明SO2斜柱浓度与光学厚度呈线性关系, 相关系数0.958, 满足成像理论可被解析的先决条件; 考虑到成像系统视场角小, 使镜头在上风向偏离烟羽区域拍摄的图片作为背景, 任取背景图上的一行像素, 这些像素的光学强度表明上风向强度均匀, 无其他干扰影响; 测量过程中, 为了减小烟羽变化带来的误差, 鉴别目标气体的310 nm滤光片与祛除气溶胶影响的330 nm滤光片对烟羽交替成像; 最后根据线性最小二乘拟合获取了2017年5月20日12点30分左右的SO2斜柱浓度的二维分布及其时序图。 测量结果显示在烟囱出口附近出现SO2斜柱浓度高值, SO2斜柱浓度高值约为1.7×1017 molec·cm-2; SO2斜柱浓度分布图直观显示SO2浓度的扩散趋势, 表明下风向SO2斜柱浓度沿着烟羽的扩散轴减小缓慢, 在大气浮力、 烟羽流体动力学以及风向共同作用下, 垂直于烟羽扩散轴的方向上, 扩散轴上方的SO2斜柱浓度小于其下方浓度, 但基本趋势是垂直于扩散轴的两侧SO2斜柱浓度衰减很快; 在下风向距离烟囱中心28米的区域, 取SO2斜柱浓度与高斯曲线进行拟合, 拟合系数0.747, 表明风向方向: SO2斜柱浓度扩散遵循高斯扩散; 根据SO2斜柱浓度时序图, 获得了烟羽的传播速度约为1.2 m·s-1; 为了验证紫外非色散成像系统测量结果的可靠性, 在已知烟羽SO2排放量（9.2 g·s-1）、 烟羽速度（1.2 m·s-1）、 烟羽高度（约140 m）及周边环境的情况下, 采用高斯烟羽扩散模型进行理论预测, 成像系统的测量结果与烟羽模型的模拟结果对比表明: SO2斜柱浓度的测量值及扩散趋势与理论预测基本一致。 利用基于滤光片的快速成像方法实现了对固定点源排放的污染气体SO2斜柱浓度的成像测量, 最终成功获取了烟羽中SO2斜柱浓度的分布及扩散的趋势, 测量结果与模型模拟的一致性表明该成像方法有望为定量、 定性评估污染危害提供测量依据。

O4 斜柱浓度的准确获取,对气溶胶廓线反演具有重要意义。介绍了基于被动多轴差分吸收 光谱仪(MAX-DOAS)监测O4 斜柱浓度的误差修正方法,用于准确获取O4 斜柱浓度。通过 对比30°仰角O4 斜柱浓度MAX-DOAS测量结果和大气辐射传输模型模拟结果,获得修 正系数,利用修正系数修正各个角度的斜柱浓度值,消除O4 吸收截面不准确造成的反演结果 误差,提高了O4 斜柱浓度精度。研究方法应用于合肥地区O4 斜柱浓度的准确监测,为下一 步气溶胶廓线精确反演提供了数据支持。

介绍了两台地基多轴DOAS仪器测量的NO2斜柱浓度的对比研究。 利用日本海洋研究开发机构的一套多轴DOAS设备在2009年11月—12月31日期间16 d的观测数据, 与安光所自主研发的一套多轴DOAS设备测量的NO2差分斜柱浓度进行了对比。 通过对比发现, 采用自动调整积分时间的方法, 与固定积分时间的设置相比仪器具有更高的信噪比； 两套仪器的反演结果在小角度下具有比较好的一致性, 相关系数高达0.995, 但随着角度的增大相关性逐渐变差。 在9点至16点时段内相对偏差较小, 其中20°方向的结果最为接近, 最小偏差仅有12%, 但在9点前和16点后二者偏差增大。 日方仪器在可见波段的反演结果明显好于紫外波段, 反演中的剩余噪声减小了60%以上, 同时在可见波段的差分斜柱浓度的计算结果与我们的多轴DOAS在紫外波段的计算结果在全天都具有非常好的一致性。

介绍了自制的地基多轴差分吸收光谱系统，该系统采用二维面阵CCD探测器，将不同水平仰角所接收的光信息分布在面阵CCD的不同区域，实现了对不同水平仰角痕量气体的同时测量，并对系统中面阵CCD探测器的偏置、暗电流、噪声、响应线性以及成像光谱仪的分辨率、光谱范围等性能进行了测试。给出了该系统对不同观测水平仰角下大气O₃的监测结果，结果表明此多轴差分吸收光谱系统能够满足大气监测的要求。