多波長激光雷達(dá)顆粒物質(zhì)量濃度探測方法適用范圍分析.pdf

1、隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的迅速發(fā)展，以PM2.5為代表的大氣顆粒物環(huán)境污染成為影響我國空氣質(zhì)量和民眾健康的突出問題。目前，對顆粒物質(zhì)量濃度的探測仍主要局限于地面點(diǎn)測量、布網(wǎng)測量和間接等效測量等方法，亟待需要可以實(shí)現(xiàn)大范圍、大尺度、高空間分辨率的顆粒物質(zhì)量濃度新算法。
　　本文主要對激光雷達(dá)探測顆粒物質(zhì)量濃度新型算法的適用范圍進(jìn)行估計(jì)。新型顆粒物質(zhì)量濃度算法以多波長激光雷達(dá)回波信號(hào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)反演大氣氣溶膠光學(xué)參數(shù)，利用氣溶膠體積譜

2、結(jié)合米散射理論得到的消光效率來計(jì)算顆粒物質(zhì)量消光效率，再通過實(shí)測消光系數(shù)獲得顆粒物質(zhì)量濃度。本文基于激光雷達(dá)回波信號(hào)數(shù)據(jù)反演得到顆粒物質(zhì)量濃度，分析西安地區(qū)不同天氣下算法參數(shù)（復(fù)折射率、粒子半徑等）對反演結(jié)果的影響。反演結(jié)果表明，對無云天氣、云層外、以及霧霾天氣邊界層上的大氣進(jìn)行探測時(shí)，顆粒物質(zhì)量濃度與消光系數(shù)的變化趨勢基本一致，復(fù)折射率對其變化趨勢影響較小，不同的粒子半徑下反演結(jié)果與實(shí)際相符。無云及多云天氣云層外的不同波長探測的質(zhì)量濃

3、度最大差值較小，而邊界層內(nèi)霧霾主要發(fā)生區(qū)域的最大差值較大，不同波長的反演結(jié)果重合度低，該算法不適用于霧霾天氣邊界層內(nèi)的顆粒物質(zhì)量濃度反演。云內(nèi)的復(fù)折射率對反演質(zhì)量濃度的變化趨勢影響較大，反演得到的不同粒徑顆粒物質(zhì)量濃度差異較大，說明該算法同樣不適用于云粒子的參量反演。
　　分別對不同天氣條件下的顆粒物質(zhì)量濃度反演結(jié)果（65組）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以進(jìn)一步確定該算法的適用范圍。重點(diǎn)考察了顆粒物質(zhì)量濃度與消光系數(shù)之間的變化趨勢是否一致，不同