张杰
- 作品数：10 被引量：54H指数：6
- 供职机构：中国科学院安徽光学精密机械研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金安徽省科技攻关计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程理学天文地球机械工程更多>>
- 基于MAX-DOAS的对流层NO_2和气溶胶光学厚度遥测反演被引量：2
- 2015年
- 随着全球工业化速度加快和人口的增多,大气环境问题日益突出,NO_2和气溶胶在大气化学中扮演着重要的角色。地基多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)基于被动DOAS原理,近年来已成功应用于大气痕量气体柱浓度和气溶胶光学厚度(AOD)测量方面。基于被动DOAS算法对合肥秸秆燃烧期间NO_2柱浓度以及气溶胶光学厚度进行了观测,并把对流层柱浓度和臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)结果进行对比;测量的气溶胶光学厚度和太阳光度计(CE318)进行了对比。结果表明,MAX-DOAS测量结果要高于卫星值,11月6日MAX-DOAS测量NO_2柱浓度日均值为OMI的1.9倍;二者在无云条件下一致性较好;MAX-DOAS反演AOD和太阳光度计结果相关性在0.9以上。
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- 关键词：气溶胶光学厚度太阳光度计
- 合肥2013年8月--2014年7月NO2对流层柱浓度分析及与卫星对比被引量：8
- 2017年
- 基于地基MAX-DOAS在2013年8月—2014年7月对合肥对流层NO_2垂直柱浓度(VCD)进行了观测,研究了其季节均值和月均值变化特征,结果表明合肥地区对流层NO_2 VCD季节均值变化较大,冬季最大,夏季最小,其中冬季季节均值高达2.09×10^(16)mol·cm^(-2),为夏季的2.2倍。对不同季节的平均日变化的分析表明,NO_2 VCD日变化季节差异显著并在下午达到差异最大值。将地基MAX-DOAS观测结果和OMI观测结果进行了对比,两者具有较好的一致性,其中在无云天气下两者的相关系数为0.88。通过卫星观测获取了合肥以及周边地区的NO_2 VCD季节均值,分析表明合肥地区的NO_2主要以本地积累为主,外来输送贡献较小。
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- MAX-DOAS仪器观测大气Ring效应及对气溶胶参数的敏感性研究被引量：2
- 2016年
- Ring效应是指大气中O_2和N_2分子对太阳光的转动拉曼散射致使太阳夫琅禾费结构变浅(被填充)的现象。大气气溶胶能够改变光子在大气中的光程和大气散射性质,进而影响到光子发生转动拉曼散射的几率(RSP),最终影响填充效应。通过观测RSP在不同气溶胶状态下的变化,可以反演得到气溶胶参量信息。采用地基多轴差分吸收光谱(multi-axis differential optical absorption spectroscopy,MAX-DOAS)方法在晴朗无云天气下对Ring效应进行了观测,并把测量值和模型值进行了对比,两者一致性较好;选取大气辐射传输模型McArtim研究了在不同大气条件下Ring效应对气溶胶参数等的灵敏度,结果表明在大多数测量情况下,气溶胶光学厚度和边界层高度对RSP影响较大,在90°仰角时,AOD从0.1增加到1,RSP减少了24.6%,边界层高度从1km增加到3km,RSP增加了4.4%。研究表明,Ring效应对气溶胶光学厚度和边界层高度较为敏感,这为反演气溶胶的垂直分布提供了一种新方法。
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- 基于OMI数据的中国中部平原地区NO_2对流层柱浓度2007～2014年时空变化特征分析被引量：9
- 2016年
- 利用OMI（OzoneMonitoringInstrument）N022级数据产品通过采用面积权重得到OMIN02对流层柱浓度网格化分布，研究了中部地区3个代表性区域（工业集中区域，黄河流域，以及农业区域）2007-2014年N02柱浓度时空分布特征。结果表明，N02对流层柱浓度年均值在2009年最小，2013年最大，2014年相对2013年降低大于25％。同时分析了典型时间段（中国农历新年2月以及秸秆焚烧6月）内3个区域N02柱浓度变化特征，2月期间3个区域柱浓度都有不同程度的下降，6月农业区NO。柱浓度上升约80％。N02柱浓度相对变化率进一步反映了3个区域N02柱浓度近8年内的变化特征，2008年年中至2009年年中工业区域以及沿河流域N02柱浓度相对往年同期都有高于15％的下降而农业区没有体现，但2014年以后3个区域N02柱浓度都出现明显下降，下降比例都在20％以上。
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- 关键词：OMI
- 基于卫星数据研究兰州市NO_2时空分布特征以及冬季NO_x排放通量被引量：9
- 2015年
- 搭载在EOS AURA卫星上的OMI探测器由于其较高时空分辨率在大气痕量气体（O3,NO2,SO2）探测中得到广泛应用.利用2010～2012年OMI NO2柱浓度数据产品重构了兰州市以及周边地区NO2柱浓度分布,分析了其时空变化特征,并利用西南风场下NO2空间分布特征采用拟合方法研究了NOx冬季排放通量以及寿命.研究表明,NO2柱浓度空间分布呈现以兰州市为中心,浓度向四周扩散的特征;兰州市NO2柱浓度的年变化特征为12月达到最大浓度,8月达到最小浓度;2010～2012年NO2寿命分别为10.6,9.9,9.1h,NOx冬季排放通量分别为175.3,183.7,179.9mol/s.其排放通量与兰州环境公报提供的氮氧化物排放通量数量级之间具有较好的一致性,说明利用卫星数据估算兰州的NOx通量方法的有效性。
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- 关键词：卫星
- 基于MAX-DOAS观测大气Ring效应的气溶胶消光廓线反演被引量：2
- 2015年
- Ring效应指大气中O2和N2分子对太阳光的转动拉曼散射导致太阳夫朗禾费线变浅(被填充)的现象。气溶胶能够改变光子在大气中的光程和大气散射性质,进而影响散射次数和转动拉曼散射几率,所以可以通过观测Ring效应强度获取气溶胶信息。研究了一种利用地基多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)仪器观测反演气溶胶信息的新方法,基于MAX-DOAS仪器在晴朗天气下对大气Ring效应进行观测,结合Mc Artim大气辐射传输模型可以获取气溶胶消光廓线。将MAX-DOAS反演气溶胶光学厚度结果和太阳光度计观测结果进行了对比,一致性较好。研究结果表明,基于地基MAX-DOAS观测大气Ring效应反演气溶胶消光廓线是可行的。
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- 关键词：大气光学气溶胶太阳光度计
- 利用CE318太阳光度计资料反演合肥气溶胶光学特性被引量：9
- 2016年
- 利用2012年9月～2014年8月年合肥市西北郊的CE318型太阳光度计观测资料，分析了合肥地区气溶胶光学厚度（AOD）和Angstrom波长指数（理）的时间变化特征。结果表明，合肥地区AOD全年较高，2012年9月～2013年8月和2013年9月-2014年8月两个时段的年平均值分别为0．60±0．15和0．73±0．23。春季受沙尘天气影响气溶胶波长指数最小，秋季受西北高空气团影响AOD最低。研究了AOD和大气水汽含量之间的关系，结果表明AOD和大气水汽含量呈正相关关系。利用Hysplit风场轨迹模型对各个季节的风场进行了研究，合肥春季主要受西北气流（约42％）影响，夏季风场主要受偏南风场（约50％）影响，秋季受北风风场（约39％）影响较大，冬季受西北高空气团影响较大。CE318和MODIS对比结果表明，两者具有较好的一致性，相关系数在0．7以上。
- 牟福生李昂谢品华王杨徐晋陈浩张杰吴丰成
- 关键词：气溶胶光学特性MODIS
- 车载多轴差分吸收光谱探测对流层NO2分布研究被引量：7
- 2015年
- 对流层NO2垂直柱浓度在水平分布上具有较大不均匀性,研究对流层NO2分布特征对于研究污染的形成具有重要作用.本文在国内首次采用车载多轴差分吸收光谱技术探测对流层NO2的水平分布,着重研究了基于车载移动平台上的多轴差分吸收光谱技术反演对流层NO2垂直柱浓度的方法.采用低阶多项式拟合扣除夫琅禾费参考谱和平流层对对流层NO2的贡献,反演得到移动平台上对流层NO2垂直柱浓度.结合大气辐射传输模型,通过设置不同气溶胶光学厚度及层高、NO2层高、方位角等对反演误差进行分析,得出对流层NO2垂直柱浓度的总误差小于25%.在合肥开展观测实验,获取观测时间段内合肥市对流层NO2垂直柱浓度的水平分布特征.并将观测结果与OMI卫星过顶数据比对,在洁净和车载观测点较多的像元内,两者结果符合较好;在污染区域,两者结果有一定差别.研究显示,采用车载多轴差分吸收光谱技术能较好的探测区域对流层NO2的分布特征,这对模型验证、卫星校验及研究输送过程具有重要意义.
- 吴丰成李昂谢品华陈浩凌六一徐晋牟福生张杰申进朝刘建国刘文清
- 多轴差分吸收光谱技术的云和气溶胶类型鉴别方法研究被引量：5
- 2014年
- 本文研究了多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)的云和气溶胶类型鉴别方法.首先研究了晴朗低气溶胶、晴朗高气溶胶、分散云、连续薄云和连续厚云下,色彩因子、光通量和O4的大气质量因子的变化特征.分析发现随着云和气溶胶光学厚度的增加,色彩因子会逐渐减小.分散云会使色彩因子发生快速变化,连续云会使各高度角的色彩因子趋于一致.另外,厚云会使天顶方向光强剧烈下降,同时O4大气质量因子大幅度增加.根据分析结果,最终形成了MAX-DOAS技术的云和气溶胶类型鉴别方案.利用该鉴别方案,统计分析了2012年6月1日到10月30日的MAX-DOAS观测结果.分散云和连续薄云出现频率最高,达到了66%和14.3%.两种类型下,NO2对流层垂直柱浓度(VCD)的平均值相对晴朗低气溶胶下高出35%和66%.而表征NO2VCD测量值稳定度的标准偏差大约增大了2倍.连续厚云下NO2VCD常出现突然的极大值和极小值.因此实时判别云和气溶胶的种类,将对MAX-DOAS数据的解析和数据质量的保证起到十分重要的作用.
- 王杨Wagner Thomas李昂谢品华伍德侠陈浩牟福生张杰徐晋吴丰成刘建国刘文清曾议
- 华北平原污染气体区域分布的车载DOAS遥测研究被引量：6
- 2016年
- 利用车载差分光学吸收光谱技术(DOAS)于2013年6月至7月对华北平原进行走航观测,研究了不同风场下SO_2和NO_2的柱浓度空间分布特征及其对北京地区的影响。研究发现,在石家庄、保定和济南附近同时观测到SO_2和NO_2高值,表明三地附近存在工业排放源,其中6月11日石家庄附近观测到SO_2和NO_2高值区域均值分别为1.29×10^(17)molecule·cm^(-2)和3.59×10^(16)molecule·cm^(-2),为低值区域均值的3.8倍和3.6倍。在西南稳定风场下,石家庄—保定—北京方向为一条污染物输送通道,Hysplit风场轨迹模型结果也验证了该输送通道的存在。车载DOAS观测的NO_2柱浓度和臭氧检测仪(OMI)检测结果的对比显示,两者具有较好的一致性;同时卫星观测也验证了偏南风场下污染物输送通道的存在。实验结果表明车载DOAS技术在污染物排放源监测、空气污染物地区分布快速获取以及卫星数据校验方面都具有重要作用。
- 牟福生李昂谢品华吴丰成张杰王杨
- 关键词：大气光学华北平原SO2
