The invention discloses a vertical profile inversion algorithm for aerosols and trace contaminated gases based on MAX DOAS, and calculates the differential inclined column concentration of O4 in ultraviolet and visible bands and the differential inclined column concentration of trace gases such as nitrogen dioxide, sulfur dioxide, formaldehyde, nitrite and glyoxal using QDOAS based on Lambert Beer's law. The aerosol profiles in corresponding bands are retrieved by O4 DSCD in different bands, and the retrieved aerosol optical thickness is compared with the measured aerosol optical thickness by solar photometer, and the hourly average of the bottom concentration of the extracted trace gas profiles is compared with the corresponding gas concentration on the ground of national control stations. The invention solves the difficult problem of inversion algorithm of vertical profiles for passive ground-based remote sensing observation, realizes rapid, continuous and efficient monitoring of space-time variation characteristics of atmospheric aerosols and polluted gases, and meets the needs of environmental pollution research and monitoring.
【技术实现步骤摘要】
基于MAX-DOAS对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法
本专利技术涉及到环境科学、地基遥感
,特别涉及基于MAX-DOAS对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法。
技术介绍
随着环境问题的日益加重和国际化趋势的日益明显,解决环境问题的必要性和迫切性也越来越广泛地被世界各国所认识。地基遥感相对于传统的地面采样分析技术具有其快速、大信息量、实时性强,无需观测人员值守的特点在环境监测领域具有无可比拟的优势。而目前我国在区域大气污染观测方面开展的工作,主体是以地面采样为主,辅以探空气球等对区域大气的污染状况进行观测,缺少对大气垂直方向污染状况的实时观测。同时,我国又迫切需要获得国内重点区域在近地面及垂直方向上的污染状况。地基遥感网络数据既可以实现对地面及对流层柱总量气溶胶和痕量气体的观测,又可以实现对气溶胶及各种污染气体的实时垂直观测。鉴于目前我国在地基遥感方面主要以对流层柱总量的反演为主,缺乏合理有效的垂直廓线反演算法。
技术实现思路
专利技术的目的在于提供基于MAX-DOAS对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法,以解决地基被动遥感观测垂直廓线反演算法的难题,拓展地基MAX-DOAS的应用范围,实现对大气气溶胶及污染气体(二氧化氮、二氧化硫、甲醛、亚硝酸、乙二醛等)时空变化特征进行快速、连续、高效监测,满足我国环境污染研究和环境监测的需要,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:基于MAX-DOAS对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法,包括如下步骤:步骤一:基于朗伯-比尔定律,使用QDOAS计算紫外波段和可见 ...
【技术保护点】
1.基于MAX‑DOAS对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:基于朗伯‑比尔定律,使用QDOAS计算紫外波段和可见波段O4的差分斜柱浓度及二氧化氮、二氧化硫、甲醛、亚硝酸、乙二醛等痕量气体的差分斜柱浓度,朗伯‑比尔定律:
【技术特征摘要】
1.基于MAX-DOAS对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:基于朗伯-比尔定律,使用QDOAS计算紫外波段和可见波段O4的差分斜柱浓度及二氧化氮、二氧化硫、甲醛、亚硝酸、乙二醛等痕量气体的差分斜柱浓度,朗伯-比尔定律:步骤二:利用不同波段的O4DSCD反演对应波段的气溶胶廓线,基于最优估计算法结合前向模型SCIATRAN反演出气溶胶的垂直廓线,迭代反演算法公式:反演过程中实测结果与前向模型模拟结果拟合程度用最小价值函数来评估,函数式:步骤三:将步骤二中反演的气溶胶廓线作为输入量结合实测的痕量气体差分斜柱浓度,反演痕量气体廓线,反演的迭代过程与步骤二中气溶胶的反演相同;步骤四:提取反演的气溶胶光学厚度与太阳光度计实测的气溶胶光学厚度做对比验证,提取痕量气体廓线最底层的浓度值做小时平均后与国控站点的实测地面气体浓度做对比验证,验证过程包括数据绝对值的对比及相关性的验证。2.根据权利要求1所述的基于MAX-DOA...
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