基于固态拉曼频移技术的臭氧激光雷达及其在臭氧污染防治中的应用
Abstract
臭氧差分吸收激光雷达（O3-DIAL）凭借高时空分辨的臭氧（O3）廓线探测优势，被广泛应用于O3的源与汇研究中。O3-DIAL的便携式设计、数据质量评估、应用场景开发是当前大气O3探测领域的重要需求。本团队报道了一种基于固态拉曼频移技术的O3-DIAL，其采用固定波长激光光源结合固态拉曼频移技术获得紫外差分波长对，实现对O3的探测。其典型的时间分辨率为5 min，空间分辨率为7.5 m。与传统固定波长激光光源结合气态拉曼频移技术的O3-DIAL相比，该产品具有体积小、功耗低、环境适应性更好等优势。对O3-DIAL进行标准比对分析的结果验证了O3-DIAL的测量数据在水平维度和垂直维度上均具有较好的代表性，可以用于O3的时空分布探测。在位于合肥高新区的环境空气质量国控站点，O3-DIAL与O3分析仪测得的O3浓度的相对偏差为±10%，整体线性相关性为0.99。在锡林浩特国家气候观象台，O3-DIAL与O3探空仪测得的1.5 km高度以下的O3浓度绝对偏差为±5 μg/m3。基于天气图以及O3-DIAL、测风激光雷达观测数据，对2023年6月8日—9日时段荆门市一次O3污染过程进行了解析。结果显示：低空O3高值气团通过风切变和垂直气流变化等影响地面空气站数据，西南方向的污染传输影响是造成O3-8H超标的重要原因。最后，基于测风激光雷达和O3-DIAL提出了一种O3污染短临趋势研判的方法，该方法在荆门市两次O3小时浓度异常变化过程中实现了对O3浓度峰值的提前研判。这些应用有望为O3污染防治提供决策支持。
Fields of Study & Subjects
Atmospheric chemistry and aerosols
Atmospheric Ozone and Climate
Air Quality Monitoring and Forecasting
Publication details
- Journal / source
- Chinese Journal of Lasers
- Volume
- 53
- Issue
- 2
- Pages
- 0211003–0211003
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- EN