本網(wǎng)訊（物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院 田鑫）近期，安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院田鑫老師課題組與中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院謝品華研究員團(tuán)隊(duì)、德國馬普化學(xué)所合作，在重霾環(huán)境下MAX-DOAS反演算法研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以《Technical note: Evaluation of profile retrievals of aerosols and trace gases for MAX-DOAS measurements under different aerosol scenarios based on radiative transfer simulations》為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》(地學(xué)一區(qū))上，田鑫為第一作者，安徽大學(xué)為第一作者單位。
地基多軸差分光學(xué)吸收光譜(MAX-DOAS)是一種地基遙感新技術(shù)，目前已用于獲取痕量氣體和氣溶膠的垂直分布。然而，由于重霾環(huán)境下大氣輻射傳輸復(fù)雜，測量的信息量有限，使得MAX-DOAS廓線反演仍具有挑戰(zhàn)性，針對高氣溶膠條件尤其是中國秋冬季頻發(fā)的重霾條件，MAX-DOAS技術(shù)觀測痕量氣體和氣溶膠的適用性尚未開展系統(tǒng)的研究。
該成果是基于大氣輻射傳輸模擬評(píng)估了MAX-DOAS目前常用的兩類反演算法在不同氣溶膠污染條件下（尤其是重霾條件）的反演性能。兩類反演算法，一種是基于最優(yōu)估計(jì)的反演算法，另一種則使用參數(shù)化方法。首先，對反演的氣溶膠廓線與輸入廓線的系統(tǒng)偏差進(jìn)行了研究。隨著氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）的增加，反演廓線與真實(shí)廓線的系統(tǒng)偏差增大，且反演的AOD低于真實(shí)值。對于最優(yōu)估計(jì)算法，可以通過優(yōu)化先驗(yàn)廓線的協(xié)方差矩陣來提高反演值與真實(shí)值的一致性。其次，高氣溶膠對NO2廓線反演的影響結(jié)果表明，NO2 垂直柱濃度（VCD）對于最優(yōu)估算法有顯著影響。低NO2 VCD時(shí)，最優(yōu)估算法反演結(jié)果相對高估，而高NO2 VCD相對低估。總體來說，兩種反演算法都能較好地反演近地面氣溶膠消光和痕量氣體濃度。該成果將為重污染條件下開展MAX-DOAS觀測提供重要的依據(jù)和指導(dǎo)。
文章鏈接：https://doi.org/10.5194/acp-21-12867-2021
不同氣溶膠條件（AOD）下，兩種算法反演的氣溶膠廓線（左）和氣體廓線（右）
