多轴差分吸收光谱技术反演气溶胶消光系数垂直廓线*

• 作者: 刘建国 刘文清 吴丰成 徐晋 李昂 王杨 谢品华 陈浩
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 多轴差分吸收光谱 气溶胶消光系数垂直廓线 气溶胶光学厚度 最优估算法
• 年，卷（期）: 2013,（18）
• 页码范围: 102-113
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.180705

摘要

研究了多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)的气溶胶消光系数垂直廓线反演算法.该算法应用非线性最优估算法，通过MAX-DOAS测量的氧的二聚体(O4)，反演气溶胶消光系数垂直廓线和光学厚度(AOD).首先研究了非线性最优估算法中权重函数、先验廓线协方差矩阵、测量不确定度协方差矩阵的计算方法，针对中国气溶胶浓度较高且变化剧烈的特征，设计了非线性迭代方案.然后在低气溶胶、高气溶胶和抬高型气溶胶三种状态下，通过计算机仿真模拟验证了MAX-DOAS气溶胶消光系数垂直分布反演算法，讨论了误差来源.之后在合肥地区开展了连续观测实验，并将反演的AOD与CE318太阳光度计对比，两者的相关性系数达到了0.94. AOD反演的相对误差约为20%.又将反演的最低层(0-0.3 km)气溶胶消光系数与能见度仪对比，两者的相关性系数为0.65.近地面气溶胶消光系数反演的总相对误差约为10%.模拟验证和对比实验均说明本文研究的气溶胶消光系数垂直廓线反演算法可以较好地获取对流层的气溶胶状态.