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日益严峻的大气环境污染威胁着人类的健康,其中危害作用为人所知的常规污染气体己受到初步监控,而大气气溶胶不仅对全球的气候变化会产生重大影响,其本身也是一种污染物,另外它在许多污染气体的化学反应中起重要作用。因此,实时监测痕量气体与大气气溶胶已成为环境领域的重要研究方向。
本文介绍了利用差分吸收光谱(DOAS)技术同时监测痕量气体与大气气溶胶的方法。系统采用单光路法测量光源的绝对强度,并用干净天气条件下大气在550nm处的能见度对系统进行校准,解决了DOAS技术监测气溶胶领域绝对光强难以获取的难题。在去除瑞利散射以及气体吸收对消光系数的贡献后,系统成功的解析出气溶胶的消光系数。同时,对气溶胶消光系数与其质量浓度之间的关系—单位质量粒子的效率(MEE)进行了研究,并给出MEE随粒子尺寸的增大而减小、随相对湿度的增加而增大的变化规律。最后,利用已经获取的宽谱段消光系数对大气气溶胶粒子数密度谱分布进行了成功的反演。通过多次利用不同的系统在不同地区所进行的外场实验,以及与点式仪器、太阳光度计和光学粒子计数器等仪器的数据对比,证实本系统测量的数据真实、可靠,系统具有同时监测大气痕量气体与气溶胶的能力。本文介绍的DOAS技术应用于气溶胶监测领域不仅为近地面大气气溶胶监测提供了新的手段,同时也扩展了DOAS技术的应用范围。而且气溶胶DOAS对大气化学的研究有着重要的意义。