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利用船载MAX-DOAS观测获取东海对流层NO?、SO?和HCHO数据并与OMI、OMPS卫星数据对比
摘要： 本研究于2017年6月在东海区域开展了船载多轴差分光学吸收光谱（MAX-DOAS）观测?；诓罘止庋展馄准际?，从实测光谱中反演获取了二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）和甲醛（HCHO）的对流层斜柱浓度（SCDs）。采用简易几何法将15°仰角观测的不同痕量气体SCDs换算为对流层垂直柱浓度（VCDs）。航测期间，东海海域环境NO?、SO?和HCHO的平均VCDs分别为6.50×101?、4.28×101?和7.39×101?分子/平方厘米。船载MAX-DOAS痕量气体VCDs数据与臭氧监测仪（OMI）及臭氧成像廓线仪套件（OMPS）卫星观测进行了对比：每日OMI NO? VCDs与船测数据相关性良好（相关系数R=0.83）；OMPS卫星的SO?和HCHO VCDs与船测结果也呈现较好一致性（相关系数R分别为0.76和0.69）。通过最优估算法处理不同仰角的差分斜柱浓度（DSCDs），获得了这些痕量气体的垂直廓线，其典型分布特征显示：在远离长三角大陆区的清洁海洋边界层区域，NO?、SO?和HCHO浓度均较低（<3、<3和<2 ppbv）。值得注意的是，船行路线上间歇性出现SO?浓度升高现象，MAX-DOAS观测表明这主要源于邻近船舶排放。结合船载臭氧激光雷达数据，通过HCHO/NO?比值垂直廓线（该参数对NO?浓度变化敏感）探讨了臭氧（O?）生成机制。本研究深化了对东海海域海洋边界层主要空气污染物的认知，也为长三角等沿海地区船舶排放管控政策制定提供了科学依据。
关键词： 臭氧监测仪（OMPS）、二氧化硫（SO2）、东海、多轴差分吸收光谱仪（MAX-DOAS）、甲醛（HCHO）、臭氧监测仪（OMI）、二氧化氮（NO2）
更新于2025-09-10 09:29:36
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从OMI太阳观测中推导狭缝函数及其对臭氧廓线反演的影响
摘要： 臭氧监测仪（OMI）自2004年以来持续成功测量地球大气成分，但其狭缝函数的在轨行为尚未得到充分表征。许多OMI反演算法采用飞行前测量的狭缝函数作为静态输入。本研究基于OMI辐照度光谱，通过假设标准高斯函数、超高斯函数及对飞行前狭缝函数的拉伸等不同函数形式，推导出在轨狭缝函数。紫外波段的在轨狭缝函数呈现无法被飞行前数据完全表征的跨轨U型依赖关系。对于大视角探测器像素，经拉伸处理的飞行前狭缝函数半高全宽（FWHM）在UV1波段比天底像素大30%，UV2波段大5%，而可见光波段基本持平。但研究发现，在考虑太阳活动影响后，尽管存在探测器衰减和OMI行异常现象，OMI狭缝函数随时间的变化并不显著。将推导的在轨狭缝函数应用于臭氧廓线反演时，通过与臭氧探空仪验证对比显示，其效果较飞行前狭缝函数有显著提升。
关键词： 太阳观测、臭氧廓线反演、OMI（臭氧监测仪）、狭缝函数、在轨运行行为
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于OMI测量数据的乙二醛反演方法改进
摘要： 利用SCIAMACHY、GOME-2和OMI光谱仪的卫星观测数据，通过差分光学吸收光谱（DOAS）方法反演了大气中乙二醛（CHOCHO）柱浓度。研究发现生物源和火源排放量大的区域CHOCHO浓度较高，且在人类活动热点区识别出显著异常值。本研究重点开发了基于OMI仪器测量的CHOCHO改进反演算法：通过敏感性测试确定了最佳拟合波段和多项式阶数；评估了两种降低海洋区域液态水吸收干扰的方法，显著减少了清澈水域负值柱浓度的出现；检验不同水汽吸收截面影响后发现差异微??；最终在DOAS反演中引入高温（边界层环境294K）二氧化氮（NO2）吸收截面，以消除高人为排放区NO2潜在干扰，提升了这些区域的拟合质量。与GOME-2/SCIAMACHY陆地CHOCHO垂直柱浓度对比显示整体一致性良好，但SCIAMACHY数据系统性偏高。基于新OMI数据集，针对非洲两个选定区域分析了火灾与乙二醛柱浓度的关联，并计算了2010年7月中旬至8月中旬俄罗斯火灾事件的时空平均分布。两种案例均显示CHOCHO浓度增强区与MODIS火辐射功率高值区在时空上紧密对应，证明新OMI CHOCHO产品能清晰识别火源排放特征。
关键词： 人为活动、生物源排放、OMI（臭氧监测仪）、火源排放、乙二醛、反演、卫星观测、差分光学吸收光谱法（DOAS）
更新于2025-09-09 09:28:46
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利用船载MAX-DOAS观测获取东海对流层NO?、SO?和HCHO数据并与OMI、OMPS卫星数据对比
摘要： 本研究于2017年6月在东海海域开展了船载多轴差分光学吸收光谱（MAX-DOAS）观测。通过差分光学吸收光谱技术从实测光谱中反演了二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）和甲醛（HCHO）的对流层斜柱密度（SCDs）。采用简单几何法将15°仰角观测的各痕量气体SCDs转换为对流层垂直柱密度（VCDs）。航测期间，东海海域海洋环境NO?、SO?和HCHO的平均VCDs分别为6.50×101?分子/cm2、4.28×101?分子/cm2和7.39×101?分子/cm2。船载MAX-DOAS痕量气体VCDs数据与臭氧监测仪（OMI）及臭氧成像和廓线仪套件（OMPS）卫星观测进行了对比：每日OMI NO? VCDs与船测数据相关性良好（相关系数R=0.83）；OMPS卫星与船测的SO?和HCHO VCDs也呈现较好一致性（R值分别为0.76和0.69）?；诓煌鼋遣饬康牟罘中敝芏龋―SCDs），采用最优估算法获取了这些痕量气体的垂直廓线，其典型分布特征显示：远离长三角大陆区的清洁海洋边界层中，NO?、SO?和HCHO浓度均较低（<3、<3和<2 ppbv）。值得注意的是，船行路线沿线间歇性出现SO?浓度升高现象，MAX-DOAS观测表明这主要源于邻近船舶排放。结合船载臭氧激光雷达测量，通过HCHO/NO?比值垂直廓线（该参数对NO?浓度变化敏感）探讨了臭氧（O?）生成机制。本研究深化了对东海海域海洋边界层主要空气污染物的认知，也为长三角等沿海地区制定船舶排放管控政策提供了科学依据。
关键词： 二氧化氮、二氧化硫、臭氧监测仪、多轴差分吸收光谱仪、臭氧层监测仪、基于船舶的观测、甲醛、东海
更新于2025-09-04 15:30:14