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大气NO_2柱浓度多轴差分吸收光谱测量技术及应用 被引量：12
1
作者 李蔚 马建中 郭军让 《气象科技》 2013年第5期796-802,共7页
介绍了以太阳散射光为光源的多轴差分吸收光谱技术(Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy,简称MAX-DOAS),以及MAX-DOAS仪器试验应用。试验中选取中午仪器测量的天顶散射光光谱为参考光谱即Fraunhofer参考光谱,并将... 介绍了以太阳散射光为光源的多轴差分吸收光谱技术(Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy,简称MAX-DOAS),以及MAX-DOAS仪器试验应用。试验中选取中午仪器测量的天顶散射光光谱为参考光谱即Fraunhofer参考光谱,并将测量光谱进行消噪、波长校准以及去除Fraunhofer结构处理。利用分子吸收光学厚度和Ring效应光学厚度对处理后的测量光谱进行最小二乘法拟合,反演出了大气NO2差分斜柱浓度(Differential Slant Column Densities,简称DSCD)。分析了天津武清NO2的差分斜柱浓度反演结果,用简单快捷的几何法将NO2差分斜柱浓度转化成对流层垂直柱浓度(Vertical Column Densities,简称VCD)。研究表明,MAX-DOAS可以有效地监测污染地区对流层NO2的垂直柱浓度。 展开更多
关键词 多轴差分吸收光谱技术 二氧化氮 斜柱浓度 垂直柱浓度
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多轴差分吸收光谱仪反演大气NO_2的比对试验 被引量：2
2
作者 王婷 王普才 +7 位作者 余环 张兴赢 周斌 司福祺 王珊珊 白文广 周海金 赵恒 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期201-211,共11页
为了满足卫星遥感产品地基验证平台中不同仪器观测数据一致性的要求,2011年9月,将3台不同设计方案、不同操作方式的多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)集中在中国科学院大气物理研究所香河大气探测综合试验站,进行了近20天的同步观测测试.并... 为了满足卫星遥感产品地基验证平台中不同仪器观测数据一致性的要求,2011年9月,将3台不同设计方案、不同操作方式的多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)集中在中国科学院大气物理研究所香河大气探测综合试验站,进行了近20天的同步观测测试.并对所有仪器统一观测方位角,分别采用相同的紫外、可见光波段的特征吸收带及吸收截面进行NO2柱浓度的反演试验.系统的比对分析表明:3台MAX-DOAS的反演误差大都保持在6%以内,说明仪器性能良好,比较稳定;紫外波段的反演结果略小于可见光波段,尤其在阴天,这是由于两波段对分子及气溶胶散射的敏感性不同造成的;以可见光波段的反演结果为标准,对紫外波段的反演结果进行系统订正,订正后的各组数据一致性非常好,满足卫星大气成分NO2柱浓度遥感产品不同地基验证站点数据稳定、一致的要求. 展开更多
关键词 MAX—DOAS NO2 斜柱浓度 比对试验
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多轴差分吸收光谱同时测量多种气体斜柱浓度的研究 被引量：1
3
作者 韦民红 李素文 陈正慧 《淮北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第3期17-21,共5页
针对多种气体的同时测量问题,搭建多轴差分吸收光谱测量平台,并使用该测量系统对大气中的二氧化氮、二氧化硫、甲醛、四聚氧等多种气体进行同时测量,获得原始光谱,并对原始光谱采用不同波段进行反演,获得这些气体的斜柱浓度.外场试验表... 针对多种气体的同时测量问题,搭建多轴差分吸收光谱测量平台,并使用该测量系统对大气中的二氧化氮、二氧化硫、甲醛、四聚氧等多种气体进行同时测量,获得原始光谱,并对原始光谱采用不同波段进行反演,获得这些气体的斜柱浓度.外场试验表明,多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)同时测量多种气体斜柱浓度是可行的,且数据良好. 展开更多
关键词 多轴差分吸收光谱 斜柱浓度 同时测量 协调世界时
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基于面阵CCD的MAX-DOAS系统性能研究
4
作者 张英华 谢品华 +6 位作者 司福棋 林艺辉 彭夫敏 李素文 李昂 窦科 朱燕舞 《大气与环境光学学报》 CAS 2008年第2期134-138,共5页
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... 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O_3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。 展开更多
关键词 多轴差分吸收 面阵CCD 系统 斜柱浓度
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电厂烟羽中SO2柱浓度的紫外非色散二维成像
5
作者 张英华 李昂 +3 位作者 谢品华 黄业园 胡肇焜 张朝刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期688-693,共6页
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... 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 展开更多
关键词 斜柱浓度 高斯扩散 二氧化硫 滤光片
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基于离散波长的DOAS算法研究
6
作者 纪方立 赵欣 +3 位作者 司福祺 周海金 钱园园 杨太平 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2024年第6期624-635,共12页
利用8个离散波长(DW)结合差分吸收光谱(DOAS)技术反演了二氧化氮斜柱浓度,并与使用连续波长的传统DOAS技术进行对比讨论。研究中分别使用地基数据和大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)星载数据验证了DWDOAS技术的可行性。结果显示,与传统D... 利用8个离散波长(DW)结合差分吸收光谱(DOAS)技术反演了二氧化氮斜柱浓度,并与使用连续波长的传统DOAS技术进行对比讨论。研究中分别使用地基数据和大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)星载数据验证了DWDOAS技术的可行性。结果显示,与传统DOAS技术相比,使用DW-DOAS反演的两种数据的平均误差都在7%以内,相关性也都在0.9以上,证明DW-DOAS方法在反演痕量气体浓度中具有一定的应用价值。此外,DW-DOAS算法使用少量的光谱信息就能够快速高效地反演二氧化氮斜柱浓度。本工作不仅为后续算法的进一步研究提供了前提与基础,同时还表明基于DW-DOAS算法可以设计更加简单、高效的仪器用于高时空分辨率的二氧化氮监测。 展开更多
关键词 差分吸收光谱技术 离散波长 二氧化氮斜柱浓度 大气痕量气体差分吸收光谱仪
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被动多轴差分吸收光谱技术监测O_4斜柱浓度误差修正方法研究 被引量：3
7
作者 周海金 刘文清 +2 位作者 司福祺 谢品华 窦科 《大气与环境光学学报》 CAS 2012年第2期116-123,共8页
O_4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O_4斜柱浓度的误差修正方法,用于准确获取O_4斜柱浓度。通过对比30°仰角O_4斜柱浓度MAX-DOAS测量结果和大气辐射传输模型模... O_4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O_4斜柱浓度的误差修正方法,用于准确获取O_4斜柱浓度。通过对比30°仰角O_4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O_4吸收截面不准确造成的反演结果误差,提高了O_4斜柱浓度精度。研究方法应用于合肥地区O_4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。 展开更多
关键词 被动多轴差分吸收光谱技术 O4斜柱浓度 气溶胶廓线 吸收截面
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基于光学遥测技术的合肥市气溶胶参数观测 被引量：3
8
作者 牟福生 李昂 +5 位作者 谢品华 王杨 吴丰成 陈浩 徐晋 孙友文 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期133-137,共5页
为了解合肥市气溶胶光学特性参数,采用太阳光度计CE318对雾霾期间气溶胶进行监测并分析了气溶胶光学厚度(AOD)、Angstorm波长指数(α)、体积谱函数等气溶胶光学特性参数。同时采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演了雾霾期间二次气... 为了解合肥市气溶胶光学特性参数,采用太阳光度计CE318对雾霾期间气溶胶进行监测并分析了气溶胶光学厚度(AOD)、Angstorm波长指数(α)、体积谱函数等气溶胶光学特性参数。同时采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演了雾霾期间二次气溶胶前体物NO2柱浓度并和固定点测量的颗粒物(PM)浓度进行了对比。分析表明,雾霾期间的气溶胶光学厚度比晴天高,且随波长的增加而减少。Angstorm波长指数在雾霾天气时平均值较高,表明合肥雾霾天气期间气溶胶粒子以细粒子为主。气溶胶前体物NO2浓度变化与雾霾天气空气中颗粒物含量(PM10、PM2.5等)变化一致性较好,表明二次气溶胶可能对气溶胶颗粒浓度有一定影响。 展开更多
关键词 气溶胶 光学参数 对流层差分斜柱浓度 PM10
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地基多轴DOAS仪器的NO_2斜柱浓度对比研究 被引量：2
9
作者 徐晋 谢品华 +5 位作者 司福祺 李昂 窦科 刘文清 Yugo Kanaya Hitoshi Irie 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期558-564,共7页
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16d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... 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16d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。 展开更多
关键词 多轴差分吸收光谱技术 差分斜柱浓度 对比
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