第４３卷，第７期光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．７，ｐｐ２２５８－２２６５２０２３年７月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＪｕｌｙ，２０２３基于激光雷达对一次沙尘过程臭氧和气溶胶垂直结构的协同观测王界１，２，３，刘文清１，２，４，张天舒１，夏建东５，邓威５，胡文杰５１．安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽合肥２３００６１２．合肥综合性科学中心环境研究院，安徽合肥２３００３１３．安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室，安徽合肥２３００６１４．中国科学安徽光学精密机械研究所，中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽合肥２３００３１５．安徽蜀峰环境科技发展有限公司，安徽合肥２３００３１摘要利用自主研制的四波长全固态激光雷达系统，实现了大气臭氧和气溶胶的协同观测，这也是该系统在国内的首次立体观测应用。基于该雷达系统，重点针对２０２１年４月中旬沙尘污染前、中、后三个阶段进行污染物的空间垂直分布特征进行分析，发现臭氧的垂直分布主要集中在距地面１．５ｋｍ范围内，沙尘前的臭氧浓度整体明显高于沙尘中和沙尘后。沙尘前和沙尘中，气溶胶的垂直分布高度可以达到２．５ｋｍ，由于沙尘的突然入境，会造成局地消光系数突变升高超过２．５ｋｍ－１，沙尘过境后气溶胶主要积累在近地面５００ｍ范围内。通过激光雷达的连续观测和垂直廓线分析发现沙尘前，在上午７时前后城市上空距地面３００ｍ高度附近会出现臭氧浓度的低值区，约１３μｇ·ｍ－３，不足附近范围的１／４，这可能是在稳定大气环境中由日出前的“滴定效应”造成。但是，沙尘的突然输入不仅消除了该稳定的“滴定效应”，而且还抹平了臭氧的日变化特征，使得近地面的臭氧浓度峰谷值降为５５μｇ·ｍ－３，是沙尘前和沙尘后的０．４４倍和０．４６倍。同时，由于沙尘的输入，细颗粒物质量浓度的占比降低至不足２０％，加之上游一次污染物输入，进一步抑制了臭氧的生成和转化过程。关键词激光雷达；沙尘；垂直结构；臭氧；协同观测中图分类号：ＴＮ９５８．９８文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０２３）０７－２２５８－０８收稿日期：２０２２－０９－３０，修订日期：２０２３－０３－２９基金项目：研究合肥市大气污染特征和演变规律项目（２０２０ＢＦＦＦＤ０１８０４），中国工程院战略研究与咨询项目（２０２２－０６－０４），天津市科技计划...
