對流層NO2和SO2是非常重要的污染氣體,它們是引起光化學(xué)污染和霧、霾發(fā)生的重要氣態(tài)前體物,對生態(tài)、環(huán)境和人體健康都有嚴(yán)重危害。華北地區(qū)是世界范圍內(nèi)大氣污染最為嚴(yán)重的區(qū)域之一,被形象地稱作“大氣污染氧化池”,大氣中高濃度的NO2和SO2在污染的形成及化學(xué)氧化過程中起著十分重要的作用。因此,在華北典型污染地區(qū)開展對流層NO2和SO2的觀測研究,對于認(rèn)識華北地區(qū)污染的主要特征、來源和形成機制有著重要意義。本論文利用2008年9月至2010年9月河北固城生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗站（簡稱“固城”,115o48′E,39o08′N,15.2 m asl,北京西南110 km）多軸差分吸收光譜儀（MAX-DOAS）觀測的太陽散射光譜,基于DOAS原理和幾何近似法,反演計算了對流層NO2與SO2垂直柱濃度,并結(jié)合同期的近地面濃度觀測資料和NASA的OMI衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品,系統(tǒng)地分析了其濃度水平、季節(jié)和日變化特征,探討了華北典型農(nóng)村污染地區(qū)對流層NO2與SO2的垂直分布特征以及排放源分布和不同區(qū)域來源輸送的影響。觀測研究結(jié)果顯示,固城地區(qū)NO2和SO2對流層柱濃度與近地面濃度均具有冬高夏低的季節(jié)變化特征。NO2... 

【文章來源】：中國氣象科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

光化學(xué)煙霧及霧、霾形成中最重要的大氣化學(xué)過程示意圖[根據(jù)Maetal.[2012b]修改]

且 1996-2002 年期間呈現(xiàn)出加速增長的特點，年增長率由 1997 年的 4%大幅提高到 2002 年的 12%）。Van der A et al. [2008]同樣利用 GOME 和 SCIAMACHY 反演數(shù)據(jù)研究了 1996-2006 年對流層 NO2的全球分布和十年的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)中國地區(qū)的增長比例約為 29%，略低于 Richter et al. [2005]的研究結(jié)果。該研究 NOx主要排放源的全球格點分布顯示我國華北及東部地區(qū)以人為源為主（圖 1.3）。Beirle et al. [2011]利用 2005-2009年的 OMI 觀測，結(jié)合歐洲中心中尺度天氣預(yù)報模式（European Center for Medium-RangeWeather Forecast，ECMWF）的風(fēng)場數(shù)據(jù)，研發(fā)了一種應(yīng)用衛(wèi)星觀測反演超大城市強排放點源的方法，可同時給出超大城市 NOx排放源及其壽命周期，該方法在未來可以實現(xiàn)對超大城市的 NOx排放源清單的自動驗證。Lee, C et al. [2011]基于自上而下的方法（Top-down）、利用 OMI 和 SCIAMACHY 反演的 SO2柱濃度結(jié)合全球化學(xué)傳輸模式GEOS-Chem 給出了全球的 SO2排放源清單，并與自下而上（bottom-up）方式的排放源清單的空間分布較為一致；而基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演計算的近地面 SO2混合比濃度與地面觀測的對比也顯示出較好的一致性。Lin, J.T. and McElroy [2011]利用 SCIAMACHY、GOME-2 和 OMI 的 NO2柱濃度產(chǎn)品研究了 2004 年底至 2012 年初中國區(qū)域?qū)α鲗?NO2柱濃度變化，發(fā)現(xiàn)其與經(jīng)濟發(fā)展的速度具有直接相關(guān)的關(guān)系。

柱濃度的 MAX-DOAS 觀測研究22圖2.1 大氣層頂和地表面的晴空太陽輻照度曲線以及各波段在地球大氣層中的主要吸收氣體[摘自美國材料與試驗協(xié)會 ASTM 太陽輻射光譜]。圖2.2 紫外及可見光波段范圍內(nèi)具有較強吸收結(jié)構(gòu)的痕量氣體及大氣組分[摘自[Platt andStutz, 2008]]


本文編號：2965654