PM2.5濃度的Raman-Mie激光雷達(dá)探測(cè)

閆順生 張 璇 李 艾 孫翠先

(1.唐山學(xué)院 基礎(chǔ)教學(xué)部，河北 唐山 063000；2.唐山學(xué)院 新材料與化學(xué)工程學(xué)院，河北 唐山 063000）

0 引言

PM是指粒徑小于2.5μm的氣溶膠粒子（由于其尺度小又稱(chēng)為細(xì)顆粒物）。國(guó)內(nèi)外的研究表明，大氣中高濃度的細(xì)粒子是城市霧霾天氣的主要原因。當(dāng)前，直接測(cè)量PM質(zhì)量濃度主要是利用顆粒物探測(cè)儀布置在有限點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如徐敬等人在北京舞蹈學(xué)院和中國(guó)氣象局培訓(xùn)中心主教學(xué)樓樓頂放置顆粒物質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行PM質(zhì)量濃度觀測(cè)。這種固定點(diǎn)PM質(zhì)量濃度的測(cè)量較容易實(shí)現(xiàn)，而PM質(zhì)量濃度在空間不同高度上的測(cè)量較為困難。

后向散射激光雷達(dá)是探測(cè)大氣氣溶膠的有力工具，但是在近距離處存在盲區(qū)和過(guò)渡區(qū)；側(cè)向散射激光雷達(dá)是處于研究中的一項(xiàng)新技術(shù)，但是信號(hào)較弱，而Raman-Mie激光雷達(dá)由于使用兩通道信號(hào)比，既避免了后向雷達(dá)近距離探測(cè)受幾何因子影響的缺點(diǎn)，又避免了側(cè)向散射雷達(dá)遠(yuǎn)距離段分辨率較低、信噪比較低的缺點(diǎn)，在探測(cè)對(duì)流層氣溶膠方面有很大潛力。

本文利用Raman-Mie激光雷達(dá)反演了對(duì)流層PM質(zhì)量濃度高度廓線，詳細(xì)討論了各參數(shù)的合理取值。進(jìn)行了兩個(gè)典型個(gè)例分析，初步分析了PM質(zhì)量濃度的空間分布特點(diǎn)。

1 儀器

L625 Raman-Mie激光雷達(dá)系統(tǒng)從整體上可分為激光發(fā)射、信號(hào)接收、數(shù)據(jù)采集及控制三大部分。整個(gè)系統(tǒng)的工作原理為：激光器向大氣中發(fā)射一束激光，由于光束與大氣的相互作用，散射光中就包含了大氣中氣溶膠顆粒物的信息。……