区域空气污染光学遥感观测技术及应用

第1章区域空气污染测量的光学遥感技术和原理1

1.1光学遥感技术3

1.2光学遥感原理4

1.2.1瑞利散射5

1.2.2米散射6

1.2.3拉曼散射8

1.2.4原子荧光散射和吸收13

1.3光学遥感发展趋势14

参考文献15

第2章区域空气污染测量的光学遥感设备和应用18

2.1差分吸收光谱仪18

2.1.1差分光学吸收光谱原理20

2.1.2差分光学吸收光谱系统24

2.1.3差分吸收光谱技术的应用26

2.2激光雷达28

2.2.1激光雷达原理28

2.2.2激光雷达系统30

2.2.3激光雷达应用34

2.3傅里叶红外光谱技术44

2.3.1傅里叶变换红外光谱原理46

2.3.2傅里叶变换红外光谱系统53

2.3.3傅里叶变换红外光谱技术的应用67

参考文献76

第3章区域空气污染测量的风场数据及综合处理80

3.1风廓线雷达80

3.2模型风场81

3.3多种不同数据风场对比分析81

3.4风廓线数据的综合处理84

3.4.1风廓线数据在车载DOAS中的处理84

3.4.2风廓线数据在车载FTIR中的处理84

3.4.3风廓线数据在颗粒物输送中的处理85

参考文献86

第4章区域空气污染输送通量的光学遥感技术及风场数据指南87

4.1区域空气污染输送通量的光学遥感技术指南87

4.1.1适用范围87

4.1.2术语与定义87

4.1.3工作任务和监测项目选择88

4.1.4系统通量测算原理89

4.1.5监测条件和测量方法90

4.1.6监测时的车速选择90

4.1.7监测环境原则91

4.1.8监测时应满足的气象条件91

4.1.9监测时的风速获取91

4.1.10监测时的颗粒物质量浓度的选择92

4.1.11测量方法92

4.1.12通量监测中获得的数据92

4.1.13监测数据的处理及误差来源92

4.1.14质量保证与质量控制93

4.1.15被动DOAS区域污染气体输送通量监测系统93

4.1.16车载FTIR区域污染气体输送通量监测系统94

4.1.17激光雷达监测颗粒物输送通量系统94

4.2风场数据使用规范95

4.2.1适用范围95

4.2.2术语与定义95

4.2.3区域污染环境监测系统原理和对风场数据的要求96

4.2.4被动DOAS污染源排放通量测量系统对风场数据的使用和要求96

4.2.5车载SOF系统污染源排放通量测量系统对风场数据的使用和要求97

4.2.6区域污染环境监测中风场数据主要来源98

4.2.7风廓线雷达使用方法98

4.2.8风廓线雷达数据质量控制99

4.2.9中尺度气象模型99

4.2.10地面气象站100

4.2.11实际应用101

附录102

附录1：Pasquill-Turner稳定度分类法102

附录2：地面风场数据推导高空风场数据的方法103

参考文献103

第5章外场示范实验105

5.1点源验证实验106

5.1.1车载DOAS106

5.1.2SOF-FTIR108

5.1.3激光雷达颗粒物消光系数到质量浓度垂直分布转换111

5.1.4国内外点式仪器比对121

5.2区域测量实验124

5.2.1实验一124

5.2.2实验二130

5.2.3实验三136

5.2.4实验四139

5.3区域污染分布及输送142

5.3.1区域传输142

5.3.2区域污染分布特征142

5.3.3北京市污染物排放通量144

5.4区域污染传输146

5.4.1颗粒物传输分析146

5.4.2气态污染SO2、NO2传输分析152

5.5走航观测结果156

5.5.1车载激光雷达移动走航监测156

5.5.2车载激光雷达定点扫描监测157

5.5.3车载激光雷达监测结果157

5.5.4天津市颗粒物车载雷达走航观测结果175

5.5.5车载走航和定点综合观测185

参考文献193

第6章展望及趋势分析195