华北典型污染地区对流层NO 2 和SO 2 柱浓度的MAX-DOAS观测研究
发布时间：2021-01-09 00:58
对流层NO2和SO2是非常重要的污染气体,它们是引起光化学污染和雾、霾发生的重要气态前体物,对生态、环境和人体健康都有严重危害。华北地区是世界范围内大气污染最为严重的区域之一,被形象地称作“大气污染氧化池”,大气中高浓度的NO2和SO2在污染的形成及化学氧化过程中起着十分重要的作用。因此,在华北典型污染地区开展对流层NO2和SO2的观测研究,对于认识华北地区污染的主要特征、来源和形成机制有着重要意义。本论文利用2008年9月至2010年9月河北固城生态与农业气象试验站（简称“固城”,115o48′E,39o08′N,15.2 m asl,北京西南110 km）多轴差分吸收光谱仪（MAX-DOAS）观测的太阳散射光谱,基于DOAS原理和几何近似法,反演计算了对流层NO2与SO2垂直柱浓度,并结合同期的近地面浓度观测资料和NASA的OMI卫星数据产品,系统地分析了其浓度水平、季节和日变化特征,探讨了华北典型农村污染地区对流层NO2与SO2的垂直分布特征以及排放源分布和不同区域来源输送的影响。观测研究结果显示,固城地区NO2和SO2对流层柱浓度与近地面浓度均具有冬高夏低的季节变化特征。NO2...
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
光化学烟雾及雾、霾形成中最重要的大气化学过程示意图[根据Maetal.[2012b]修改]
且 1996-2002 年期间呈现出加速增长的特点，年增长率由 1997 年的 4%大幅提高到 2002 年的 12%）。Van der A et al. [2008]同样利用 GOME 和 SCIAMACHY 反演数据研究了 1996-2006 年对流层 NO2的全球分布和十年的变化趋势，发现中国地区的增长比例约为 29%，略低于 Richter et al. [2005]的研究结果。该研究 NOx主要排放源的全球格点分布显示我国华北及东部地区以人为源为主（图 1.3）。Beirle et al. [2011]利用 2005-2009年的 OMI 观测，结合欧洲中心中尺度天气预报模式（European Center for Medium-RangeWeather Forecast，ECMWF）的风场数据，研发了一种应用卫星观测反演超大城市强排放点源的方法，可同时给出超大城市 NOx排放源及其寿命周期，该方法在未来可以实现对超大城市的 NOx排放源清单的自动验证。Lee, C et al. [2011]基于自上而下的方法（Top-down）、利用 OMI 和 SCIAMACHY 反演的 SO2柱浓度结合全球化学传输模式GEOS-Chem 给出了全球的 SO2排放源清单，并与自下而上（bottom-up）方式的排放源清单的空间分布较为一致；而基于卫星数据反演计算的近地面 SO2混合比浓度与地面观测的对比也显示出较好的一致性。Lin, J.T. and McElroy [2011]利用 SCIAMACHY、GOME-2 和 OMI 的 NO2柱浓度产品研究了 2004 年底至 2012 年初中国区域对流层 NO2柱浓度变化，发现其与经济发展的速度具有直接相关的关系。
柱浓度的 MAX-DOAS 观测研究22图2.1 大气层顶和地表面的晴空太阳辐照度曲线以及各波段在地球大气层中的主要吸收气体[摘自美国材料与试验协会 ASTM 太阳辐射光谱]。图2.2 紫外及可见光波段范围内具有较强吸收结构的痕量气体及大气组分[摘自[Platt andStutz, 2008]]
本文编号：2965654
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
光化学烟雾及雾、霾形成中最重要的大气化学过程示意图[根据Maetal.[2012b]修改]
且 1996-2002 年期间呈现出加速增长的特点，年增长率由 1997 年的 4%大幅提高到 2002 年的 12%）。Van der A et al. [2008]同样利用 GOME 和 SCIAMACHY 反演数据研究了 1996-2006 年对流层 NO2的全球分布和十年的变化趋势，发现中国地区的增长比例约为 29%，略低于 Richter et al. [2005]的研究结果。该研究 NOx主要排放源的全球格点分布显示我国华北及东部地区以人为源为主（图 1.3）。Beirle et al. [2011]利用 2005-2009年的 OMI 观测，结合欧洲中心中尺度天气预报模式（European Center for Medium-RangeWeather Forecast，ECMWF）的风场数据，研发了一种应用卫星观测反演超大城市强排放点源的方法，可同时给出超大城市 NOx排放源及其寿命周期，该方法在未来可以实现对超大城市的 NOx排放源清单的自动验证。Lee, C et al. [2011]基于自上而下的方法（Top-down）、利用 OMI 和 SCIAMACHY 反演的 SO2柱浓度结合全球化学传输模式GEOS-Chem 给出了全球的 SO2排放源清单，并与自下而上（bottom-up）方式的排放源清单的空间分布较为一致；而基于卫星数据反演计算的近地面 SO2混合比浓度与地面观测的对比也显示出较好的一致性。Lin, J.T. and McElroy [2011]利用 SCIAMACHY、GOME-2 和 OMI 的 NO2柱浓度产品研究了 2004 年底至 2012 年初中国区域对流层 NO2柱浓度变化，发现其与经济发展的速度具有直接相关的关系。
柱浓度的 MAX-DOAS 观测研究22图2.1 大气层顶和地表面的晴空太阳辐照度曲线以及各波段在地球大气层中的主要吸收气体[摘自美国材料与试验协会 ASTM 太阳辐射光谱]。图2.2 紫外及可见光波段范围内具有较强吸收结构的痕量气体及大气组分[摘自[Platt andStutz, 2008]]
本文编号：2965654
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