基于大气光散射反演重要痕量气体垂直分布

基于大气光散射监测大气组分的方法日益受到人们的重视，该方法有望使用较简单的设备探测多种大气组分的浓度和空间分布。目前研究较多的是利用大气光散射反演气溶胶相关信息以及某些气体的浓度等，而关于反演痕量污染气体垂直分布的完整方法鲜有报道。. 因此本项目研究利用大气光散射反演痕量污染气体（如二氧化氮等）垂直分布。一方面将大气分为许多亚层，用概率确定光子在每一亚层中的碰撞和吸收等，使得任意次散射均包含在内，从而真实地模拟太阳光在大气中的传输，进而准确计算得到被测气体吸收结构；另一方面通过实测得到被测气体的"实测吸收结构"。将"计算吸收结构"与"实测吸收结构"进行比对可获得被测气体垂直分布。研究的总目标是建立反演某些主要痕量污染气体垂直分布的可靠方法，并推广使用。. 本项目的研究可为大气光学遥感探测增添有利手段，并丰富大气光学的研究内容。

本项目完成了预期计划。.1. 对大气颗粒物散射的基本特性做了详细研究和分析，提出了若干解决颗粒物参数反演时经常遇到的病态问题的方法，该类方法得到了国际同行认可。..2. 对光子在大气中的传输过程进行了研究，初步建立了一个模拟光子在大气中传输过程的可靠模型。..3. 详细研究了利用蒙特卡洛方法准确解析太阳散射光谱中的NO2吸收结构的方法。..4. 在1,2,3研究成果的基础之上开发了一款能够自动解析大气NO2垂直分布的软件。..5. 研制了一套多角度太阳散射光谱采集装置，可同时采集20个角度下的太阳散射光光谱。为项目的顺利进行打下了硬件基础。..6. 结合4,5所提软件和硬件对成都地区二氧化氮垂直分布做了实测，以验证方法的准确性。发现当大气能见度较好，天气晴朗的时候，我们所提方法所得结果较为准确。当大气能见度较差，天空云层较多的时候，所得结果与对照方法有一定偏差。.