基于MAX-DOAS的上海市区NO2对流层柱浓度研究

摘要：

二氧化氮(NO2)是大气中的主要污染物之一,在对流层和平流层大气化学中发挥关键作用,不仅参与对流层臭氧的催化形成,而且还有助于气溶胶的生成并导致酸雨等气候灾害,危害人体健康.人为源排放(工业,电厂、交通等排放)的NO2占氮氧化物排放总量的大部分.传统的监测手段例如卫星遥感技术对对流层底部没有足够的敏感度,原位采样仪器则只能获得近地面的污染物浓度信息.近年来广泛使用的多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)不仅对近地面观测敏感,还拥有时间分辨率高,探测下限低,可以同时监测多种污染物等优点.为了实时监测上海市NO2对流层柱浓度的变化特征,在上海市徐汇区搭设了地基M AX-DOAS仪器,进行了长期的持续观测.分析2019年6月至9月的M AX-DOAS观测数据,发现NO2 VCDs(垂直柱浓度)受交通排放影响显著,一般上午9:00左右达到峰值(1.56×1016 molec·cm-2),随光照增强浓度降低明显,午后达到最低值(1.21×1016 molec·cm-2),傍晚交通排放增强16:00以后浓度再次抬升.工作日早高峰期间的NO2 VCDs明显高于周末(高出约11.8％),而周末傍晚NO2 VCDs较工作日傍晚大幅上升.将MAX-DOAS观测结果与TORPOMI卫星观测数据对比发现,两个数据具有良好的一致性,相关性系数r为0.87.采用HYSPLIT后向轨迹模型对观测期间500 m高空气团输运后向轨迹进行聚类分析,发现上海市NO2污染受沿海区域污染气团输送影响较大.研究表明,地基MAX-DOAS系统作为一种实时、快速、连续的大气监测手段,可以广泛应用于城市区域污染监测应用中.上海市对流层NO2的观测研究为上海市大气污染防治提供了一定的数据支持.

关键词：对流层NO2、地基多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)、柱浓度、对流层监测仪

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分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家重点研发计划;高分辨率对地观测系统重大专项;安徽省科技重大专项;安徽省重点研究与开发计划项目;安徽省青年项目

在线出版日期：2022-09-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2720-2725