构建以激光雷达为核心的区域污染立体监测体系

提出建立以大气颗粒物监测激光雷达、大气臭氧探测激光雷达等地基遥感监测仪器设备为核心的区域污染立体监测体系,重点介绍了颗粒态污染物、气态污染物和气象场垂直探测的方法和原理。基于该监测体系,能够准确解析从近地面至高空颗粒态污染物(尤其是细粒子)和大气氧化剂的时空分布规律,结合近地面数据、卫星探测结果,建立剖析污染物的垂直分布特征的方法,准确判识污染团的外来输送过程和局地形成过程,为进一步采取防控、预警措施提供有力的数据支撑。

无锡夏季颗粒污染物的垂直特征分析

针对无锡地区2013年8月13日至31日期间的晴朗、降雨、污染过程,利用地基遥感设备大气颗粒物监测激光雷达对气溶胶光学特性的时空演变特征进行监测.结果表明晴朗天气下污染物早晚分布较少、中午集聚较多的特点,并且午间污染物的扩散高度可以达到1.5km以上.晴朗天气下气流的水平、垂直运动增强有利于污染的扩散,这也是污染程度较轻和能见度超过20km的重要原因;降雨过程中,雨云层分布高度在500m以下,雨云中的水滴产生的消光系数大于2km-1,能见度不足10km,降雨过程中空气对流增强,风速增大,加上颗粒物的湿沉降作用减轻污染程度;污染时段,由于静稳天气,使得污染物扩散不利,颗粒物主要集中在近地面1km以内,颗粒物产生的消光系数较长时段超过0.5km-1.激光雷达的探测结果显示,8月30日外来污染物的输送和局地污染物的复合使得污染程度加重.通过后向轨迹模式分析发现,该污染团可能来自站点的西北方向.近地面PM2.5的质量浓度在晴天和降雨过程中均不超过50μg·m-3,但是在污染过程中,PM2.5峰值接近160μg·m-3.近地面碳黑浓度的变化趋势PM2.5一致,尤其在污染过程中,碳黑的质量浓度达到9μg·m-3.结合近地面观测与颗粒物激光雷达的地基遥感监测结果,能够对无锡地区颗粒物的垂直分布进行初步解析.