第30卷，第9期 2010年9月
与光谱分
光
谱学
析
Spectroscopy and Spectral Analysis
利用多轴差分吸收光谱技术反演对流层NO
Vol. 30,No. 9, pp2464-2469 September,2010
徐晋，谢品华，，司福祺，窦
科，李昂，刘字，刘文清
中国科学院安散光学精密机研究所环境光学与技术重点实验室，安徽合肥
230031
摘要介绍了基于多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演对流层NO:的方法。利用差分吸收光谱技术(D)AS)，扣除太阳夫琅和费结构及Ring效应的影响，拟合得到了大气中NO的差分斜柱浓度dSCD，结合不间观测方向的测量结果分析得到了对流层大气中NO的差分斜柱浓度（△SCD)，结合输射传输模型 SCIATRAN计算得到了大气质量因子(AMF)，并进一步计算得到了对流层NO，的垂直柱浓度（VCD)信息。为确保数据的准确性和可比性，将计算结果与长光程差分吸收光谱仪（LP-DOAS)的测量结果进行对比，二者具有较好的一致性，其相关系数R*分别为0.94027和0.96924。
关键词大气光学；对流层垂直柱浓度；多轴差分吸收光谱技术；大气质量因子
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2010)09-2464-06
NO2，SO:，BrO等)柱浓度和廓线研究、大气气溶胶研究[ 以及火山的排放研究等，
本文中利用自已研制的地基MAX-DOAS在北京奥运期
随着全球工业化速度的加快和人口的增多，大气环境问题日渐突出。NO)是一种棕揭色、有刺激性气味并且具有很强腐蚀作用的气体，在空气中浓度很低，属于一种痕量气体。虽然NO：含量很低，但却在大气的光化学过程中起若重要的作用，对环境和人类生活有着非常承要的影响，测量大气中NO)的浓度对于控制城市中的大气污染有着极其重要的意义。
当前用于测量NO：的设备很多，包括点式化学发光测量法、长光程主动差分光学吸收光谐法等，但他们部只是测量近地面NO的浓度，无法得到整个对流层大气中的NO 浓度分布信息，多轴差分吸收光谱仪（multiaxisdifferential optical absorption spectroscopy，MAX-D)AS）是基于被动 D)AS原理的一种大气痕量气体测量的仪器，以太阻散射光为光源，利用Lambert-Beer定律能够测量整层NO：的浓度分布，结合不同的离轴角度还能得到对流层NO的垂直柱浓度信息及廊线信息。最早的地基MAX-D)AS出现在Mill-er等]在格陵兰的实验中，真正意义上的MAX-DOAS于 2001年春出现在了测量高速公路边NO：排放和变化中和 Honninger在北极地区开展的BrO)及其垂直分布研究中ta)。目前地基MAX-D)AS技术主要用于边界层痕气体（如
收稿日期：2009-12-12，修订日期：2010-03-16
间对奥运场馆附近NO的测量数据，利用多轴差分吸收光谐技术结合辐射传输模型SCIATRAN计算得到了对流层 NO垂直柱浓度信息；将测量结果分别与安装在同一站点的 LP-DOAS结果和OMI结果进行了对比，对比的一致性说明了利用多轴差分吸收光谱技术获取对流层NO垂直柱浓度的可行性。
1原理
被动DOAS技术是以太阳光为光源，利用气体分子对太阳光辐射的特征吸收对气体进行定性、定量测鼠的一种光谱探测技术。入射光经过气体吸收和散射衰减后的光强和原始光强的定量关系可由Lambert-Beer定律给出
[(g(a)Je()ds
(1)
其中，I(>)为经过气体吸收和微射后的光谱强度，I。(>)为光的原始强度（或称参考光谱强度)，α(A)是气体在波长入处的吸收截面，L是人射光穿过大气的路径长度，c(s)是气体浓度，
由于大气中存在多种气体的吸收、瑞利散射和米散射，
基金项目：国家自然科学基金项目（40805015)，国家高技术研究发展计划（863)项目(2006AA06A303)和中国科学院知识创新工程重大项目
(kzex1-yw-06-01)资助
作者简介：徐晋，1981年生，中国科学院安散光学精密机械研究所博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail; phxie@aiofm ac, cn
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