我校田鑫课题组在“重霾环境下MAX-DOAS反演算法”研究上取得新进展

发布时间:2021-10-15

本网讯(物质科学与信息技术研究院 田鑫)近期,我校物质科学与信息技术研究院田鑫老师课题组与中科院合肥物质科学研究院谢品华研究员团队、德国马普化学所合作,在重霾环境下MAX-DOAS反演算法研究方面取得新进展。相关研究成果以《Technical note: Evaluation of profile retrievals of aerosols and trace gases for MAX-DOAS measurements under different aerosol scenarios based on radiative transfer simulations》为题发表在国际学术期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》(地学一区)上,田鑫为第一作者,365体育娱乐平台网址为第一作者单位。

地基多轴差分光学吸收光谱(MAX-DOAS)是一种地基遥感新技术,目前已用于获取痕量气体和气溶胶的垂直分布。然而,由于重霾环境下大气辐射传输复杂,测量的信息量有限,使得MAX-DOAS廓线反演仍具有挑战性,针对高气溶胶条件尤其是中国秋冬季频发的重霾条件,MAX-DOAS技术观测痕量气体和气溶胶的适用性尚未开展系统的研究。

该成果是基于大气辐射传输模拟评估了MAX-DOAS目前常用的两类反演算法在不同气溶胶污染条件下(尤其是重霾条件)的反演性能。两类反演算法,一种是基于最优估计的反演算法,另一种则使用参数化方法。首先,对反演的气溶胶廓线与输入廓线的系统偏差进行了研究。随着气溶胶光学厚度(AOD)的增加,反演廓线与真实廓线的系统偏差增大,且反演的AOD低于真实值。对于最优估计算法,可以通过优化先验廓线的协方差矩阵来提高反演值与真实值的一致性。其次,高气溶胶对NO2廓线反演的影响结果表明,NO2 垂直柱浓度(VCD)对于最优估算法有显著影响。低NO2 VCD时,最优估算法反演结果相对高估,而高NO2 VCD相对低估。总体来说,两种反演算法都能较好地反演近地面气溶胶消光和痕量气体浓度。该成果将为重污染条件下开展MAX-DOAS观测提供重要的依据和指导。

文章链接:https://doi.org/10.5194/acp-21-12867-2021

不同气溶胶条件(AOD)下,两种算法反演的气溶胶廓线(左)和气体廓线(右)


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