SO 2 /NO 2 污染气体探测激光雷达实验研究

发布时间：2020-12-09 16:40

　　二氧化硫、二氧化氮以及气溶胶是大气中常见的污染物,其不仅对气候变化产生重要影响,而且会对人类身体产生直接影响,如何连续和实时监测这些污染气体和气溶胶显得非常重要。对于这些污染气体和气溶胶的监测手段很多,而使用光学技术实现监测通常效果最好,并且代价最小。激光的很多优势使得其在大气遥感中的地位稳步提高,另外随着机械结构更加精密化,光电子技术不断的发展,激光雷达的很多优越性越来越明显。本文前两章主要为综述部分,第一章简要介绍了大气中二氧化硫、二氧化氮以及气溶胶的基本性质及其监测技术,第二章系统性的叙述了差分吸收激光雷达的理论及技术基础,其中重点综述了差分吸收激光雷达在大气探测中的应用。第三章主要从激光发射单元、光学接收单元、信号采集和控制单元三个方面描述了SO2、NO2污染气体探测激光雷达,第四章重点介绍了差分吸收激光雷达反演污染气体的流程,并且将其用于实际大气测量数据的反演,得到了水平和垂直大气二氧化硫、二氧化氮的浓度廓线,并将反演结果与附近气象站测量数据进行对比,结果证明了本文激光雷达的数据的有效性。第五章利用本文激光雷达的数据反演大气水平能见度以及垂直气溶胶消光特性,通过对两个波长反演... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?Ｖａｎｄａｅ丨ｅ在２９８Ｋ条件下测量的Ｓ０２吸收截面图??

以及不同压强下，其吸收截面也不相同，因此准确测量其吸收截面是一件比较困??难的事，许多学者对不同波段的８０２吸收截面进行了测量。Ｖａｎｄａｅｌｅ［１１］等在２９８Ｋ??条件下测量的Ｓ０２在２３０？３３０ｎｍ之间的光谱吸收截面如图１．１所示：??１．４Ｘ１０１＇???＾?１．３ｘ１０＇，！ｌ－??｜?１．２ｘ１０＇＊－??０?０?????Ｉ???””??２５０?２６０?２７０?２８０?２９０?３００?３１０?３２０?３３０?３４０??ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ）??图１．１?Ｖａｎｄａｅ丨ｅ在２９８Ｋ条件下测量的Ｓ０２吸收截面图??由于大气温度是随时间变化的，而在不同温度下，二氧化硫的吸收截面又不??同，因此Ｋ．Ｂｏｇｕｍｉｌ等人测量了不同温度下二氧化硫的吸收截面，如图１．２所示。??１２－Ｉ???？?Ｋ．?Ｂｏｇｕｍｉｌ??二?ｓ??〇Ｎ?Ｈ?＇一。，??（０??Ｉ?■■■■■■■■?■??２８８?２８９?２９０??ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?／ｎｍ??图１．２不同温度下的二氧化硫吸收截面随温度变化??５??

没有明显规律。实际上，对于二氧化氮的吸收光谱的测量非常困难，因为不同温??度和不同压力下其吸收截面不同，另外，不同的测量方法也会得到不同的的结果。??许多研究者都对Ｎ０２的吸收截面进行了测量ｔ１２＃，但都只是一种近似。如图１．３??给出了二氧化氮分子在２３５０—６６５０Ａ之间的吸收截面。??９．０Ｘ１０１＊?－１???一＾?２９４?Ｋ??■｜?８．０Ｘ１０１＇－??丨三：Ａ??Ｉ：：?＼??１１－°Ｘ１：：Ｉ?＼Ｊ＾?．??３００?４００?５００?６００?７００??ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??图１．３Ｖａｎｄａｅｌｅ测量的二氧化疯的吸收截面??表１．２给出了二氧化氮在在不同温度和压力下对应的３９５．６０ｎｍ和３９６．８２ｎｍ??的吸收截面。从表中可以看出，在不同温度以及压力下测量的二氧化氮的两个波??长的吸收截面之差相差很大。由于二氧化氮吸收截面之差随温度变化，选择不同??的吸收截面之值会给计算结果带来误差，因此，合理选择二氧化氮吸收截面是一??项非常重要的工作，应该选取接近大气状态条件下测量的二氧化氮吸收截面，才??能减小二氧化氮吸收截面选取的误差。??表１．３不同温度和压力下的二氣化氮吸收截面（单位：ｃｍＶｍｏｌ）??２０３Ｋ，１５０ｍｂ￣２２３Ｋ，１００ｍｂ２４３Ｋ，１００ｍｂ￣２７３Ｋ，１００ｍｂ￣２９３Ｋ


本文编号：2907162