三种激光雷达监测污染物分布和输送对比

来源：中国环境科学杂志2018年第2期北京时间：

作者：高晓荣, 谭浩波, 邓涛, 李菲, 王春林, 麦博儒

单位：1. 广州市气象台, 广东 广州 511430; /\r\n2. 广东省生态气象中心, 广东 广州 510080; /\r\n3. 中国气象局广州热带海洋气象研究所, 广东 广州 510080; /\r\n4. 广州市气候与农业气象中心, 广东 广州 511430

摘要：利用3种不同型号激光雷达在广州番禺大气成分观测站开展外场同步对比观测实验.通过全球地基气溶胶监测网（AERONET）气溶胶光学厚度（AOD）产品验证了3种激光雷达原始信号反演消光系数的可靠性.同时对比探讨了激光雷达低层反演能见度产品与能见度仪的相关性；对比美国国家环境预报中心全球同化系统模式（NCEP-GDAS）模拟结果讨论了激光雷达对混合层高度反演的有效性.最后利用个例分析揭示不同天气型下污染物可能的外源输送和本地积累.量化分析结果表明：3部激光雷达反演的能见度与能见度仪的相关系数均达到0.7以上，混合层高度均与NCEP-GDAS模式计算的混合层高度具有一定的可比性.与模拟结果相比，白天混合层高度在霾天气时相对较低，更能有效的揭示霾天气，亦可反映夜间间歇性湍流特性.应用分析表明：3部激光雷达均能较为一致的监测污染物的输送和本地的累积.外来输送主要以弱冷空气输送型为例，分析个例（2014年11月21~22日、24~25日）表明：后一过程（24~25日）由于夜间混合层高度（MLH）低，导致上层的粒子无法下传，污染物聚集在0.8km，且快速过境了，而前一过程（21~22日）整层输送，导致了近地层相对高的PM2.5浓度；本地累积主要以冷高出海型为例（2014年11月25日20：00~27日20：00），逆温与低的地表通风系数共同造成了前一时段（25日20：00~26日20：00）的消光明显高于后一时段（26日20：00~27日20：00）.

关键词：激光雷达,消光系数,混合层高度,气溶胶光学厚度,全球地基气溶胶监测网,天气型

基金资助：

国家重点研发计划项目（2016YFC0201901，2016YFC0203305）；广州市科技计划前期资助类项目（201607010158）；广州市产学研协同创新重大专项（201704020169，201604020028）