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机载成像差分吸收光谱技术测量区域NO2二维分布研究

刘进 司福祺 周海金 赵敏杰 窦科 王煜 刘文清

机载成像差分吸收光谱技术测量区域NO2二维分布研究

刘进, 司福祺, 周海金, 赵敏杰, 窦科, 王煜, 刘文清
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  • 本文主要介绍了一种快速测量区域大气痕量气体二维分布的方法——机载成像差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy, DOAS)技术. 该技术基于成像光谱仪, 利用DOAS算法, 对痕量气体大范围分布快速扫描成像, 可实现污染源扩散趋势的可视化观测, 应用于污染源定位、污染源排放率监测、污染物传输演化等研究. 文中详细介绍了研制的机载成像DOAS系统, 并利用该系统开展飞行实验, 快速获取了飞行轨迹上空的NO2浓度分布. 实验中针对重点关注区域进行扫描测量, 成功获取了高分辨率的NO2二维分布图, 分析了污染扩散趋势, 并结合风场数据, 估算污染点源的NO2排放率为1570 kg/h.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 41275037)资助的课题.
    [1]

    Irie H, Takashima H, Kanaya Y, Boersma K F, Gast L, Wittrock F, Brunner D, Zhou Y, Van Roozendael M 2011 Atmos. Meas. Tech. 4 1027

    [2]

    Hendick F, Muller J F, Clemer K, Wang P, De Maziere M, Fayt C, Gielen C, Hermans C, Ma J Z, Pinardi G, Stavrakou T, Vlemmix T, Van Roozendael M 2014 Atmos. Chem. Phys. 14 765

    [3]

    Li X, Brauers T, Hofzumahaus A, Lu K, Li Y P, Shao M, Wagner T, Wahner A 2013 Atmos. Chem. Phys. 13 2133

    [4]

    Xu J, Xie P H, Si F Q, Li A, Wu F C, Wang Y, Liu W Q, Andreas H, Chan K L 2014 Acta Phys. B. 23 094210

    [5]

    Wang Y, Li A, Xie P H, Zeng Y, Wang R B, Chen H, Pei X, Liu J G, Liu W Q 2012 Acta Phys. B. 21 114211

    [6]

    Zhou H J, Liu W Q, Si F Q, Dou K 2013 Acta Phys. Sin. 62 044216 (in Chinese) [周海金, 刘文清, 司福祺, 窦科 2013 物理学报 62 044216]

    [7]

    Baidar S, Oetjen H, Coburn S, Dix B, Ortega I, Sinreich R, Volkamer R 2013 Atmos. Meas. Tech. 6 719

    [8]

    Oetjen H, Baidar S, Krotkov N A, Lamsal L N, Lechner M, Volkamer R 2013 J. Geophys. Res. 118 7400

    [9]

    Wagner T, Ibrehim O, Shaiganfar R, Platt U 2010 Atmos. Meas. Tech. 3 129

    [10]

    Wu F C, Xie P H, Li A, Chan K L, Hartl A, Wang Y, Si F Q, Zeng Y, Qin M, Xu J, Liu J G, Liu W Q, Wenig M 2013 Atmos. Meas. Tech. 6 2277

    [11]

    Pikelnaya O, Flynn J H, Tsai C, Stutz J 2013 J. Geophys. Res. 118 8716

    [12]

    Bobrowski N, Honninger G, Lohberger F, Platt U 2006 J. Volcanol. Geoth. Res. 150 329

    [13]

    Louban H, Bobrowski N, Rouwet, Inguaggiato S, Platt U 2009 B. Volcanol. 71 753

    [14]

    Lohberger F, Honninger G, Platt U 2004 Appl. Optics. 43 4711

    [15]

    Heue K P, Wagner T, Broccardo S P, Walter D, Piketh S J, Ross K E, Beirle S, Platt U 2008 Atmos. Chem. Phys. 8 6707

    [16]

    Schonhardt A, Altube P, Gerilowski K, Krautwurst S, Hartmann J, Meier A C, Richter A, Burrows J P 2014 Atmos. Meas. Tech. Discuss 7 3591

    [17]

    Si F Q, Xie P H, Heue K P, Liu C, Peng F M, Liu W Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 6018 (in Chinese) [司福祺, 谢品华, Klaus-Peter Heue, 刘城, 彭夫敏, 刘文清 2008 物理学报 57 6018]

    [18]

    Si F Q, Xie P H, Liu Y, Dou K, Xu Jin, Liu Wenbing, Liu Wenqing 2009 Acta Opt. Sin. 29 2458 (in Chinese) [司福祺, 谢品华, 刘宇, 窦科, 徐晋, 刘文斌, 刘文清 2009 光学学报 29 2458]

    [19]

    Leitao J, Richter A, Vrekoussus M, Kokhabovsky A, Zhang Q J, Beekmann M, Burrows J P 2010 Atmos. Meas. Tech. 3 475

    [20]

    Rozanov A, Rozanov V, Buchwitz M, Kokhanovsky A, Burrows J P 2005 Adv. Space Res. 36 1015

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    [2]

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    [3]

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    Oetjen H, Baidar S, Krotkov N A, Lamsal L N, Lechner M, Volkamer R 2013 J. Geophys. Res. 118 7400

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    Wagner T, Ibrehim O, Shaiganfar R, Platt U 2010 Atmos. Meas. Tech. 3 129

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    Wu F C, Xie P H, Li A, Chan K L, Hartl A, Wang Y, Si F Q, Zeng Y, Qin M, Xu J, Liu J G, Liu W Q, Wenig M 2013 Atmos. Meas. Tech. 6 2277

    [11]

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    Bobrowski N, Honninger G, Lohberger F, Platt U 2006 J. Volcanol. Geoth. Res. 150 329

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    [14]

    Lohberger F, Honninger G, Platt U 2004 Appl. Optics. 43 4711

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    Heue K P, Wagner T, Broccardo S P, Walter D, Piketh S J, Ross K E, Beirle S, Platt U 2008 Atmos. Chem. Phys. 8 6707

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    Schonhardt A, Altube P, Gerilowski K, Krautwurst S, Hartmann J, Meier A C, Richter A, Burrows J P 2014 Atmos. Meas. Tech. Discuss 7 3591

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    Leitao J, Richter A, Vrekoussus M, Kokhabovsky A, Zhang Q J, Beekmann M, Burrows J P 2010 Atmos. Meas. Tech. 3 475

    [20]

    Rozanov A, Rozanov V, Buchwitz M, Kokhanovsky A, Burrows J P 2005 Adv. Space Res. 36 1015

  • 引用本文:
    Citation:
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-14
  • 修回日期:  2014-08-01
  • 刊出日期:  2015-02-05

机载成像差分吸收光谱技术测量区域NO2二维分布研究

  • 1. 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
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 41275037)资助的课题.

摘要: 本文主要介绍了一种快速测量区域大气痕量气体二维分布的方法——机载成像差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy, DOAS)技术. 该技术基于成像光谱仪, 利用DOAS算法, 对痕量气体大范围分布快速扫描成像, 可实现污染源扩散趋势的可视化观测, 应用于污染源定位、污染源排放率监测、污染物传输演化等研究. 文中详细介绍了研制的机载成像DOAS系统, 并利用该系统开展飞行实验, 快速获取了飞行轨迹上空的NO2浓度分布. 实验中针对重点关注区域进行扫描测量, 成功获取了高分辨率的NO2二维分布图, 分析了污染扩散趋势, 并结合风场数据, 估算污染点源的NO2排放率为1570 kg/h.

English Abstract

参考文献 (20)

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