安徽省自然科学基金(1308085QF124)
- 作品数：17 被引量：68H指数：5
- 相关作者：谢品华李昂吴丰成牟福生徐晋更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学技术大学淮北师范大学更多>>
- 发文基金：安徽省自然科学基金国家自然科学基金环境保护公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：理学机械工程环境科学与工程天文地球更多>>
- 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。
- 牟福生李昂谢品华王杨徐晋张杰陈浩吴丰成
- 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。
- 牟福生李昂谢品华王杨张杰徐晋吴丰成陈浩
- 基于差分光学吸收光谱方法的OH自由基定标系统研究被引量：4
- 2015年
- 介绍了一种基于差分光学吸收光谱(DOAS)方法的OH自由基定标系统,该系统可产生一定浓度的OH自由基并同时进行精确测量.系统采用紫外灯185 nm光线分解水汽产生OH自由基,利用500 W氙灯准直光作为光源;使用基长1.25 m、反射次数60次、总光程75.0 m的多次反射池来增加OH自由基的吸收光程;以超高分辨率中阶梯光栅光谱仪(最高分辨率3.3 pm)作为光谱采集系统对光谱信号进行采集,采用DOAS测量方法获得OH自由基的浓度.通过改变腔内水汽的浓度,系统准确测量了5×108—1.8×1010molecules/cm3浓度范围的OH自由基.分析了OH自由基测量过程中受到的吸收截面偏差、气压等因素影响,得到系统总测量误差小于7.3%.在实验的浓度范围内,系统可用于大气OH自由基气体扩张激光诱导荧光测量技术的定标.
- 朱国梁胡仁志谢品华陈浩秦敏方武王丹杏兴彪
- 关键词：差分光学吸收光谱OH自由基定标
- 地基高分辨率傅里叶变换红外光谱反演环境大气中的CH_4浓度变化被引量：9
- 2015年
- CH4在大气中的浓度较低(～1.8 ppmv)且混合较为均匀,不同区域浓度差较小,其在大气中微量变化的精确观测对反演技术提出了很高要求.基于高分辨率(0.02 cm 1)傅里叶变换直射太阳光谱,研究一种高精度、大尺度的CH4浓度反演方法,高灵敏地观测CH4在大气强背景下的浓度变化.先利用先验参数实现测量光谱的准确建模,再采用非线性最小二乘光谱拟合和非线性逐次迭代相结合的方法反演CH4的垂直柱浓度(vertical column density,VCD),并以7885 cm 1O2吸收窗口为参考,反演CH4的柱平均干空气混合比浓度(column-averaged dry air mixing ratios)XCH4.CH4VCD和XCH4拟合误差均小于1%,且绝大多数XCH4反演值均位于Total Carbon Column Observing Network(TCCON)规定的<0.5%区间内.基于典型的日观测值,研究了CH4浓度的日变化规律,CH4VCD随时间变化而减少,XCH4的日变化量小于0.02 ppmv.
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- 关键词：光学测量技术温室气体甲烷
- 基于Monte Carlo大气辐射传输模型的Ring效应模拟被引量：3
- 2013年
- Ring效应描述了由于大气的转动Raman散射导致的太阳夫琅禾费线变弱的现象,这种现象受气溶胶光学性质的影响,因此可以通过模拟Ring效应反映气溶胶状况。研究了基于Monte Carlo大气辐射传输模型(McArtim)模拟计算Ring效应的方法。采用合适的大气参数带入模型,计算总光子中发生转动Raman散射的光子数的概率来衡量Ring效应的强度,并将模拟计算的Ring强度结果和MAX-DOAS系统实测的Ring效应强度进行对比,得到了较好的一致性。结果表明,通过大气辐射传输模型模拟计算Ring效应具有快速特点,在未来的工作中将结合MAX-DOAS技术,利用Ring效应模拟反演大气气溶胶状况。
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- 空间遥感器CCD模块热设计与仿真分析被引量：3
- 2013年
- 某星载差分吸收光谱仪是一种高精度的空间光学遥感器,利用成像光谱仪成像到电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)面阵探测器,获取高光谱、高空间分辨率的光谱信息。由于采用了多块CCD作为关键的探测器,CCD模块的温度水平、波动范围和速率、每轨温度波动及温度梯度对仪器的正常工作与测量精度有较大影响,温控指标要求较高。由于光机结构紧凑复杂,且需兼顾光路系统的温度要求,导致CCD模块的散热成为整个系统中的难点。综合分析了该太阳同步轨道载荷的外热流变化情况,针对CCD模块的结构布局特点及热耗分布情况,为满足探测器对温度环境的要求,提出了被动热控为主,主动热控为辅的设计方案;利用I-DEAS/TMG热分析软件对光谱仪CCD模块的在轨温度水平进行了仿真计算,得到典型工况下各CCD散热环节的温度分布及温度波动情况;计算结果显示:紫外光通道CCD发热面温度在22℃以下,可见光通道CCD发热面温度在15℃以下,每轨温度波动在2℃以内。光学箱侧板温度较均匀,设计的导热路径合理有效,能够将CCD模块热耗及时排散,同时将CCD发热面温度控制在较好的范围内。结果满足指标要求,热设计合理可行。
- 曾议桂利佳赵晓翔薛辉司福祺
- 关键词：空间遥感器差分吸收CCD热设计热仿真
- 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。
- 牟福生谢品华李昂王杨吴丰成陈浩徐晋张杰
- 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
- 一种微流控系统仿真的新方法被引量：1
- 2014年
- 针对复杂的大规模微流控芯片,提出了一种新的通用微流控系统行为模拟方法,计算芯片中由压力驱动的,线性和非线性的,静态和动态的溶液、溶质传输。对芯片中溶液/溶质传输的对流-扩散方程进行了分析,定义新的节点变量,抽象出系统集总模型,通过空间离散化处理,考虑了管壁柔性对模型参数的影响,建立毛细管传输的数值模型。新方法可以避免复杂解析解的求解,计算时间短。利用Verilog-AMS语言实现了模型建立和求解,开发了具体应用程序,对自制微流控开关梯度发生器及脉冲编码调制器进行模拟和分析,通过对比仿真和实验结果,验证了方法的有效性。
- 曾议孙友文
- 关键词：有限差分
