O_4对利用天顶散射光法测量大气组分含量的影响研究

通过实验证明是否考虑O4的存在对利用天顶散射光测量大气组分含量的结果存在影响.介绍了天顶散射光的观测原理、实验仪器、测量方法、光谱处理以及浓度反演过程.用具体的实验数据说明考虑O4在实验波段内的吸收能提高NO2和O3浓度反演结果的准确性.同时将观测得到的臭氧垂直柱密度与美国TOMS观测数据进行了对比.

利用天顶散射光观测反演大气臭氧柱浓度

利用天顶散射光-差分光学吸收光谱法反演了2006年12月至2007年12月上海地区(31.3°N,121.5°E)上空的臭氧柱浓度.在反演过程中,考虑了O3,NO2,O4,H2O的吸收以及大气Ring效应对测量光谱的贡献.利用经验函数对反演结果进行筛选,将Langley plot方法与O4,H2O的拟合结果相结合,确定参考光谱中的臭氧含量.数据分析表明,2007年上海上空臭氧柱总量高值出现在4月至6月,低值出现在10月至1月,月均值的变化幅度约为50DU.实验测量误差在6%～7%左右.将地基臭氧柱总量观测结果与美国TOMS臭氧观测资料进行对比,二者的变化趋势基本一致,相关系数为0.81,地基观测结果普遍低于TOMS臭氧观测值.最后对二者产生差别的原因进行分析和讨论.

Ring效应在散射光观测系统中的影响

针对在以太阳散射光为光源的被动差分吸收光谱(DOAS)系统中,由于Ring效应的影响,而导致被动DOAS的解析误差。根据Ring效应的产生机理,本文提出把散射光分为弹性散射与非弹性散射两部分,导出Ring光谱的计算公式。利用该公式提取Ring效应吸收光谱,并把其和痕量气体一道参与拟合,去除Ring效应的影响。实验结果表明该方法有效地去除了Ring效应的影响,提高了被动DOAS技术反演精度,进一步促进了该技术的发展与应用。