激光雷达监测北京城区夏季边界层气溶胶

运用一种新型边界层气溶胶监测激光雷达,在北京丰台区进行了外场实验,探讨了大气边界层(PBL)内气溶胶消光系数与湿度、风速等气象条件的关系,并给出了消光系数的时空分布。实验结果表明,水平大气气溶胶消光系数与黑碳质量浓度、地面风速等近地气象因子均有较好的相关性;边界层气象因子直接影响气溶胶的时空扩散和分布;在近地面风速较小等条件下,北京城区气溶胶污染在凌晨和上午较下午和前半夜严重。     

“2008年北京奥运会大气环境光学监测”专辑简介

环境光学用于大气环境监测已经有多年的历史。近10年来,我国环境光学监测技术快速发展,不仅在环境光学监测仪器研发方面,而且在环境光学监测技术应用领域也取得了实质性进展。环境光学监测技术已经进入大气环境和污染源常规监测的业务系统,更多的环境光学监测技术在城市和区域环境科学研究中得到应用。在2007年“好运北京”和“2008年北京奥运会空气质量保障”的行动计划中,大规模地采用了环境光学尤其是开放光程监测技术,取得了巨大成功。     

“2008北京奥运会大气环境光学监测”专辑简介

环境光学用于大气环境监测已经有多年的历史。近10年来,我国环境光学监测技术快速发展,不仅在环境光学监测仪器研发方面,而且在环境光学监测技术应用领域也得到了实质性进展。环境光学监测技术已经进入大气环境和污染源常规监测的业务系统,更多的环境光学监测技术在城市和区域环境科学研究中得到应用。在2007年“好运北京”和“2008年北京奥运会空气质量保障”的行动计划中,大规模地采用了环境光学尤其是开放光程监测技术,取得了巨大成功。规模化应用不仅推动了单项环境光学监测技术和应用方法的改进和完善,并在组网和数据实时传输和处理方面取得进展。作为主要报道国内外大气光学和环境光学领域基础研究和应用基础研究方面的最新进展与成果的《大气与环境光学学报》,组织出版“2008年北京奥运会大气环境光学监测”专辑,集中反映国内在这一专题研究的成果,是一次学术层面的总结,也是意在推动环境光学监测技术的进一步发展。 改善大气环境质量是我国当前和未来长时期内的一项重要任务。我国严峻的城市群和区域空气污染对传统的环境管理模式提出了挑战,长期存在的污染源清单问题增加了科学管理的难度。西方发达国家多年来在改善环境质量方面的经验值得我们借鉴,但是,面对我国改善环境的迫切需求,以及与西方发达国家不同的国情和社会经济发展阶段,在遵循常规环境管理方式的同时,寻求更为有效的跨越式发展,应该是一种合理选择。 环境光学监测技术为大气监测和管理领域实现这种跨越提供了可能。利用环境光学监测技术和发展相应的应用技术规范,使污染物输送总量的监测、区域间相互影响的监测在技术层面和业务层面成为可能;使发展易于更新的区域化的污染源清单技术,建立新的污染源管理模式成为可能。为了实现这种跨越,需要持续地推进对环境光学监测技术和应用技术,以及应用中所涉及的诸多科学问题的多学科协同研究。这是一次难得的发展机遇,希望本专集能够对这一具有创新意义的发展进程有所贡献。 由于征集的文章较多,本专辑分两期刊出。     

天气和气象条件对移动mini-DOAS系统测量污染源排放的影响探讨

介绍了北京奥运前利用一套微型被动差分吸收光谱学(mini-DOAS)系统,测量和估算北京市石景山区1个点源和1个面源SO2排放量的实验,探讨了应用该系统测量和估算排放量过程中的重要影响因素,尤其是天气和气象条件的作用.研究发现: (1)测量应当在中尺度天气系统的稳定控制下进行,而天气系统调整阶段由于局地山谷风的干扰,不易获得可靠的测量结果;(2)在混合层高度低、近地面几百米风速小的情况下,可以获得更为准确的测量值;(3)在推算点源排放量时,应选择排放高度上的风速和风向.     

被动差分光学吸收光谱法监测污染源排放总量研究

研究了一种测量污染源污染气体(如SO2、NO2)排放总量的光学遥测方法,即采用被动差分光学吸收光谱(DOAS)系统在移动平台(如汽车)上对污染源排放烟羽进行扫描测量,利用被动差分光学吸收光谱处理方法对系统采集的天顶太阳散射光谱进行处理获取柱密度,在结合测量时段的气象(风场)信息后获得污染气体的排放通量,最终得到排放总量。着重描述了获得烟羽垂直柱密度的差分光学吸收光谱方法以及污染气体排放通量的计算方法,并利用车载被动差分光学吸收光谱系统对某一热电厂SO2排放进行了外场测量,实验结果与在线设备的对比表明:这种基于被动差分光学吸收光谱光学遥测方法能够用于污染源排放总量的快速测量。     

北京城区大气边界层的激光雷达观测

激光雷达是边界层大气气溶胶和云的一个高效探测工具。利用MPL激光雷达测量出的数据反演出了测站地域上空大气边界层气溶胶消光系数的垂直分布,利用气溶胶消光系数的垂直分布可决定测站上空的大气边界层高度。测量数据表明:大气边界层内气溶胶的含量较为稳定,有明显的气溶胶多层结构。     

用光学粒子计数器测颗粒物质量浓度和能见度

2001年夏季和冬季，在北京市大兴区榆垡镇，利用光学粒子计数器、能见度仪和颗粒物质量监测器对近地面大气气溶胶粒子数密度、大气能见度、颗粒物质量浓度(PM10、PM2．5和PM1．0)等进行了联合观测实验，取得了大量相关资料．本文通过对不同尺寸大气气溶胶粒子的数密度与颗粒物质量浓度及大气能见度的多元线性回归分析，给出了利用粒子数密度计算PM10、PM2．5、PM1．0和大气能见度的经验计算公式．     

城市对流层气溶胶观测分析与研究

利用激光雷达测量数据反演出了北京测站和西藏那曲测站上空对流层大气气溶胶散射比和消光系数的垂直分布,利用消光系数和风速数据,进行了相关分析。结果表明,北京测站上空气溶胶的组分、浓度、粒径和分布较那曲呈现更大的不均匀性;西藏那曲地区的空气质量较北京城区要高;那曲测站上空的贴地层高度较北京城区低;北京测站近地面气溶胶消光系数和风速的负相关特性较为明显。     

扫描式微脉冲激光雷达的研制和应用

详细介绍了最新研制的扫描式微脉冲激光雷达MPL-AS以及它的特点和应用,探讨了微脉冲激光雷达探测大气气溶胶水平消光系数分布的数据处理方法,并给出了实地探测和数据分析结果。另外本文也尝试用消光系数与p（PM10）的相关关系,计算获得了p（PM10）水平空间分布。实地探测的结果表明：扫描式微脉冲激光雷达不仅可以探测大气气溶胶消光系数廓线和云层结构及其随时间的演变过程,还可用于城市大气环境水平方向空中污染状况的自动化扫描监测,获取感兴趣区域气溶胶的时空分布,是有利于空气环境治理的实用工具。     

北京城区奥运期间与其他时段激光雷达观测实例分析

为了研究北京城区在北京奥运会期间大气边界层变化特征及大气边界层内气溶胶的消光特性,2008年8月利用MPL激光雷达对北京城区的大气边界层进行了系统观测.反演出了测站地域上空大气气溶胶的消光特性垂直分布以及大气边界层的高度.同往年北京城区的雷达监测数据进行了系统的对比,并与设在北京南郊梨花村的清洁对照点数据进行了比较.观测数据表明:北京城区奥运期间大气边界层日变化趋势明显,呈早晚低、午间高的特点.大气边界层高度相对稳定,多分布在2.0 km下,平均值为0.79km.奥运期间气溶胶粒子浓度水平较往年有明显下降.观测点处气溶胶浓度水平每天呈周期性变化.