为了防止傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪在车载运动过程中产生的振动对光谱仪造成 不良影响,保证光谱仪的信噪比及测量精度,采用角镜式干涉仪结构与单自由度减振系统相结合的FTIR光谱仪系统来提高仪 器抗振性能。对FTIR光谱仪系统进行了几组桌面振动测试实验,验证了角镜式结构具有一定抗振性能,其中单自由度减振系 统对系统抗振性能有明显提高。最后,进行了FTIR光谱仪系统车载实验,结果表明运动中测量的光谱平均信噪比达到静止过 程中平均信噪比的94%,整机系统能够在移动平台上平稳运行,具有良好的抗振性,为FTIR光谱仪的车载运行 检测提供了应用条件。

2013年12月21～26日对一次霾污染过程中PM2.5、含碳气溶胶、气态污染物(O3、NOx、SO2)进行 测量,利用微脉冲偏振激光雷达获得气溶胶消光和退偏振度参数,分析了霾过程大气污染物的特征。结果 显示:本次霾污染过程持续3.4天,以细粒子污染为主。采样期间, PM2.5的质量浓度小时平均 值为131.04 μg·m-3,霾天气下为183.75 μg·m-3,是非霾天气的2.98倍。 碳质气溶胶(TC)占PM2.5的24.18%,并且与PM2.5之间存在较好的相关性(R2=0.790)。在霾天气 下TC在PM2.5中所占的比例(TC%, 16.65)要比非霾天气(TC%,34.38)小,二次水溶性无机盐粒子的快速 增长可能是造成霾天气PM2.5质量浓度较高的重要原因之一。霾天气和非霾天气对比: O3浓度无明 显变化,受太阳辐射影响较大; NOx和SO2的体积分数在霾天气下分别是非霾天气下 的1.66和1.68倍；SO2浓度的增加不仅与本地SO2的累积有关,还有可能是受外来输入的粒子 中存在含硫化合物、抑制了SO2的非均相反应造成的。

2010年广州亚运会及残运会期间利用大气细粒子谱分析仪对广州城区和 周边地区进行了大气细粒子谱的连续在线监测。研究了测量获得的粒子数浓度谱,分析了粒子数浓度的日变化特 征,并对各个模态的粒子数浓度变化分别进行了研究。结果表明大气中气溶胶粒子主要集中在较小粒径。核模态 粒子的数浓度主要受交通排放和气相成核影响,其中大学城站点呈单峰值分布,鹤山站点呈三峰值分布。爱根 核模态粒子的数浓度受人类活动和核模态粒子涨大成爱根核模态粒子的影响,大学城站点呈三峰值分布,鹤山 站点呈两峰值分布。积聚模态粒子和粗粒子模态粒子的数浓度的显著特点是白天低晚上高。鹤山监测站的粗 粒子模态粒子的数浓度谱线受海盐溅沫的影响,在夜间有一峰值。最后分析了降雨对大气细粒子的清除作用。

基于颗粒物米氏散射特性、激光自混合三镜腔理论和激光器稳态条件，推导出在大气颗粒物光反馈下激光器频率、功率、线宽的理论表达式，建立了大气颗粒物光反馈下的激光自混合理论模型。同时，数值模拟和分析了大气颗粒物物理参数对激光自混合干涉信号的影响。结果表明，在一定粒径范围内，激光自混合反馈强度随大气颗粒物粒径增大先增大后减小，且反馈强度峰值出现的位置随颗粒物折射率实部的增大、虚部的减小向粒径较大处移动；自混合系统的外腔长度影响自混合干涉信号的波动深度，激光器输出光信号的幅值随外腔长度增大呈指数衰减；自混合干涉信号波动频率与大气颗粒物运动速度呈线性关系。分析结果对基于激光自混合效应的大气颗粒物多物理参数传感具有重要作用。

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%。

以自行研制的双波长三通道拉曼激光雷达、振荡天平(PM10、PM2.5)、碳黑(BC)气溶胶分析仪及能见度仪相结合对“好运北京”2008年奥运会前期典型天气状况进行了测量与分析，给出了北京奥运主场馆上空气溶胶消光系数的垂直分布及其时空变化关系，计算了气溶胶的消光散射比，并分析了灰霾天气条件下大气能见度、气溶胶颗粒物PM10、PM2.5、BC及气溶胶消光系数垂直分布之间的相互关系.研究结果表明，灰霾天气条件下，大气能见度、颗粒物质量浓度与气溶胶颗粒物消光系数之间具有直接的相关性.

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。

随着工业经济的迅速发展,颗粒物已经逐步成为我国大气污染的首要污染源,考虑到对人体的健康 危害, 大气颗粒物的数浓度值可能比质量浓度值更重要,因而对大气细粒子谱分布的研究也就越发显得 重要。利用安徽光学精密机械研究所研制的大气细粒子谱分析仪,对北京城区奥运期间的大气细粒子实 现从纳米到微米颗粒物的原位、快速、在线、宽范围粒径谱测量,并对奥运期间各粒径段内粒子日平均数 浓度及实时变化规律进行分析。同时,结合地面能见度信息,对奥运赛事期间北京大气气溶胶细粒子谱 分布特征及其与能见度的相关性进行了定性分析。结果表明,核模态粒子(5[EQUATION]20 nm)主要受气相成核 过程的影响,其数浓度呈单峰值结构；爱根核模态(20[EQUATION]100 nm)受人为源及核模态粒子影响较大,其 数浓度呈典型的三峰值结构；积聚模态(100 nm[EQUATION]1 [EQUATION]m)数浓度日变化不大,但受大风、降水等天气影响 较大,且数浓度的高低将直接影响大气能见度。

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。