第三代移动式大气环境激光雷达监测系统及其应用

介绍了第三代移动式大气环境激光雷达监测系统(AML-3)的结构和主要设备,展示了该系统在监测颗粒物、气态污染物方面的优势,并在中国环境科学研究院(40.04°N,116.41°E)开展了大气环境和气象监测试验。结果表明:与常规地面环境监测相比,AML-3实现了对常规污染物浓度和颗粒物消光系数的近地面、垂直与斜程廓线分布以及地面气象要素(温度、相对湿度、风速、风向和大气压)的可移动综合监测;随高度增加大气颗粒物后向散射系数呈先增大后减小的趋势,并在近地面出现极大值区,同时,晴天大风天气条件下气溶胶层高度较晴天低风速天气条件下增加明显;相对湿度较大时,颗粒物数浓度与相对湿度呈负相关,反之呈正相关。

北京冬春和夏初季节大气O_3浓度的垂直分布特征

为探究北京地区不同季节大气O_3浓度垂直分布特征,于2010年12月1日—2011年3月31日(冬春季)和2011年5月7日—6月9日(夏初),在北京北部地区的中国环境科学研究院内,利用第三代移动式大气环境激光雷达系统,对φ(SO_2)、φ(NO_2)以及φ(O_3)和气溶胶后向散射系数垂直方向和垂直剖面进行试验观测,并结合天气要素的变化进行了分析研究.结果表明:(1)φ(O_3)存在明显的季节变化,表现为夏季>春季>冬季,同时晴天、微风、逆温条件等气象背景是O_3污染过程出现的主要气象因素,在微风和南风的情况下,会出现高φ(O_3)带,在北风影响情况下,φ(O_3)相对较低,雨水冲洗的作用对φ(O_3)分布也有明显的影响;(2)φ(O_3)的日变化曲线呈单峰单谷型,φ(O_3)峰值一般出现在14:00—18:00之间,谷值则出现在22:00—翌日09:00之间;(3)φ(O_3)垂直分布呈现单峰、双峰、多峰型分布等多种垂直分布特征,10 km以上高空这3种分布特征均有出现,但是在5 km以下的近地面φ(O_3)垂直和斜程分布基本呈现多峰型,斜程方向上φ(O_3)的高低与下垫面及其所排放的O_3前体物有密切的关系;(4)φ(O_3)垂直分布呈现一定的不均匀性,其数值范围浮动比较小,最大值之间相差30×10^(-9).研究显示,φ(O_3)垂直规律主要表现出两种分布特征,一种是在3~5 km处有高浓度的堆积区,另一种则没有明显高值堆积区.