1 上海市大气颗粒物污染防治重点实验室, 复旦大学环境科学与工程系, 上海 200438
2 上海崇明生态研究院, 上海 202151
3 复旦大学大气科学研究院, 上海 200438
基于地基主动和被动差分光学吸收光谱(DOAS)分析方法, 在2015年5月至2016年5月期间对上海近地面NO2浓度(cNO2)及对流层NO2的垂直柱浓度(NO2 VCDtrop)进行了观测。 主动长光程差分光学吸收光谱系统(long-path DOAS, LP-DOAS)观测得的cNO2小时均值与上海市全市空气质量cNO2小时均值呈正相关, 相关系数为0.81。 被动多轴差分光学吸收光谱系统(multi-axis DOAS, MAX-DOAS)观测得的NO2 VCDtrop与GOME-2和OMI卫星传感器测得的NO2 VCDtrop也均呈正相关, 相关系数分别为0.89和0.88。 大气污染物的输送、 扩散、 稀释和沉降等过程主要发生在边界层中, 白天混合层占到边界层的大部分, 混合层高度(MLH)以上的自由对流层中污染物浓度较小, 混合层内NO2接近均匀混合时, 利用地基主、 被动DOAS观测得到的NO2数据可以快速计算大气混合层高度。 计算得的MLH与GDAS气象数据库中的边界层高度(PBLH)明显相关, 相关系数达0.93, 二者结果大小均在0.1～2 km之间。 实验观测期间, MLH与PBLH日变化趋势均呈单峰形, MLH高值出现在12:00—15:00, 由于PBLH时间分辨率低, 最高值出现在14:00, 同时二者月均变化趋势一致, 2015年9月和2016年2月数值较高, 2015年7月和2016年3月数值较低, 另外求得MLH约为PBLH的0.98±0.59倍, 符合狭义MLH与PBLH的关系。 计算得的MLH与同点位激光雷达测得的PBLHLidar也具有较高的相关性, 相关系数达0.75, PBLHLidar略大于MLH, 但是二者在早晨5和6时和下午5和6时大小趋于相同, 符合大气发展规律。 说明该算法具有较高的可行性。
差分光学吸收光谱技术 混合层高度 光谱分析 Differential optical absorption spectroscopy NO2 NO2 Mixing layer height Spectral analysis 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3653
1 中国海洋大学海洋遥感研究所, 山东 青岛 266003
2 中国气象局气象探测中心, 北京 100081
2011年3月21日至4月19日，中国气象局气象探测中心利用车载多普勒测风激光雷达在北京观象台进行实验，对大气边界层进行观测，并利用激光雷达距离平方校正信号梯度法进行了大气边界层高度的反演与分析。激光雷达观测数据处理结果表明，测量期间当地时间上午800和下午800的平均混合层高度或近地面稳定边界层高度分别为(1.44±0.75) km和(2.23±1.13) km，平均边界层高度分别为(2.88±0.92) km和(3.37±0.82)km。对比同步探空气球数据，激光雷达反演结果与由位温梯度、相对湿度梯度获取的平均混合层高度和边界层高度相比，相关系数达94%，体现出较好的一致性。
遥感 激光雷达 大气边界层 混合层高度 梯度法 光学学报
2013, 33(s1): s128001
中国科学院 安徽光学精密机械研究所 环境光学与技术重点实验室,合肥 230031
为了研究测量混合层高度的方法,对判断混合层高度的几种重要方法,如目测法、梯度法等进行了分析,采用本文中所介绍的的Steyn法,通过阐述其理论基础,给出了理想模型图,并举例强调实际运用时初始值选择对拟合结果的影响。利用云高仪Vaisala测得的3幅雷达回波信号图(气溶胶后向散射系数和高度)进行拟合,得到了混合层高度等结果。结果表明,Steyn法即使在混合层后向散射系数多变、混合层高度偏低的复杂情况下,仍能准确有效地识别混合层高度、夹卷层厚度等信息,大气边界层日变化的实测结果与理论预测值能较好地吻合。
激光技术 混合层高度 夹卷层厚度 Steyn法 云高仪 laser technique mixing layer height entrainment zone thickness Steyn method ceilometer
