一种利用地面DOAS测量回收对流层臭氧的新反演方法

由中国科学院合肥物理科学研究院安徽光学精密机械研究所(AIOFM)司富奇教授领导的研究团队开发了一种对流层臭氧剖面的检索新方法。相应的结果发表在《全面环境科学》杂志上。

臭氧参与了各种大气污染的化学转化过程，是典型的次生污染物，特别是在城市地区。精确监测地表臭氧浓度和垂直分布，对加强臭氧污染防治具有重要意义。多轴差分光吸收光谱(MAX-DOAS)是一种被动光学监测技术，可以实现多组分痕量气体的检索。然而，由于平流层臭氧的强吸收，使得MAX-DOAS技术对对流层臭氧剖面的检索成为一项非常具有挑战性的任务。

在这项研究中，AIOFM的罗雨涵副教授和钱媛媛博士创新性地利用MAX-DOAS测量来检索对流层臭氧剖面。他们将这些方法应用于SCIATRAN辐射转移模型中，以确定平流层吸收对这些剖面的检索的影响。

得益于最优估计算法，研究人员准确地获得了对流层臭氧的吸收和可靠的对流层臭氧剖面。

根据该团队的说法，反演方法是准确的。他们在PRIDE-GBA运动期间获得了对流层臭氧浓度。

该团队以“时间插值天顶光谱”作为参考光谱检索了臭氧差异倾斜柱密度。通过减去模拟的平流层臭氧差倾斜柱密度，他们计算了精确的对流层臭氧差倾斜柱密度，这是从SCIATRAN模型中模拟的。

“我们将观测到的臭氧剖面和表面臭氧浓度与激光雷达和原位测量进行了比较，”LUO总结道，“结果高度相关，相关系数分别为0.75和0.81”。

本研究拓展了MAX-DOAS仪器的应用场景，为研究对流层臭氧形成机理提供了新的解决方案。

结合检索到的NO2和HCHO剖面 利用MAX-DOAS测量，可以更准确地分析区域对流层臭氧污染的机制。同时，观测和仪器维护的成本将大大降低。