二維多軸差分吸收光譜（2D-MAX-DOAS）技術(shù)作為一種光學(xué)遙測(cè)方法，通過(guò)采集不同方位角和仰角下的太陽(yáng)散射光反演大氣中多種氣態(tài)污染物的空間分布特征，已成為大氣探測(cè)的有力手段之一。當(dāng)前，臭氧及其前體物（NOx和VOCs）的相互作用成為空氣質(zhì)量調(diào)控研究的熱點(diǎn)之一，安光所謝品華研究員課題組將2D-MAX-DOAS等立體監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到臭氧及其前體物控制研究領(lǐng)域，能夠從污染時(shí)空演化和傳輸視角揭示區(qū)域臭氧污染成因和主控因子，從而推進(jìn)大氣防控政策更加科學(xué)、精準(zhǔn)地制定。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Science of the Total Environment上。
研究團(tuán)隊(duì)基于2D-MAX-DOAS和激光雷達(dá)在探測(cè)大氣污染物空間信息方面的優(yōu)勢(shì)，于2020年9月在合肥市開(kāi)展了大氣關(guān)鍵污染物梯度探測(cè)和臭氧成因研究。研究了不同先驗(yàn)廓線型（指數(shù)型、高斯型和玻爾茲曼型）對(duì)2D-MAX-DOAS反演氣體廓線的影響；并針對(duì)合肥市夏秋季典型臭氧污染過(guò)程，通過(guò)2D-MAX-DOAS獲得的HCHO/NO2的空間濃度比值與臭氧的關(guān)系分析，揭示了對(duì)流層底層（< 2km）影響O3形成的主控因子空間特征，即：VOCs (地表)-NOx (0.4 km)-混合控制區(qū) (1.0 km) -VOCs (1.6 km)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)臭氧濃度劇烈升高時(shí)，VOCs控制區(qū)占比擴(kuò)大且合肥市區(qū)方向的敏感區(qū)域出現(xiàn)了強(qiáng)烈變化（NOx-limited→VOCs-limited）?？紤]2 km高度內(nèi)臭氧主控因子的影響，根據(jù)HCHO/NO2與ΔO3變化關(guān)系分析，大氣中HCHO/NO2控制在5.50左右時(shí)臭氧可得到較好的控制效果（ΔO3≈-5 ppb）。該項(xiàng)研究對(duì)大氣臭氧污染防治具有一定指導(dǎo)意義。
以上研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金等項(xiàng)目的資助。
鏈接: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153425
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