新疆干旱区对流层大气二氧化氮浓度的时空变化研究

大气中的氮氧化物不仅影响人类健康，在大气中的辐射平衡和氧化作用中也非常重要。目前关于干旱区大气对流层氮氧化物分布的相关研究还非常缺乏，为了增强对干旱区大气对流层氮氧化物排放源分布及强度的认识和理解，本项目以干旱区对流层二氧化氮为研究对象，选取新疆干旱区绿洲、绿洲荒漠过渡带、荒漠为研究靶区，拟利用地基多轴差分吸收光谱仪进行野外观测，结合卫星大气观测结果，掌握大气对流层二氧化氮浓度的时空变化特征，对当前大气对流层二氧化氮污染进行定量化估算，并利用连续观测结果对二氧化氮污染控制手段的效果进行评估，提出具有针对性的污染控制手段。

大气中的氮氧化物不仅影响人类健康，在大气中的辐射平衡和氧化作用中也非常重要。目前对大气对流层氮氧化物分布的相关研究主要集中在基于地面气象监测站的数据，使用多轴差分吸收光谱仪对大气NO2的研究比较缺乏，为了进一步增强对干旱区大气对流层氮氧化物排放源分布及强度的认识和理解，本项目选取新疆天山南北坡城市，乌鲁木齐市、库尔勒市和博乐市分别在市区、工业园区和农田区，共布设了9个观测点为研究靶区，利用地基多轴差分吸收光谱仪对大气对流层NO2浓度进行野外观测，自2013-2015年连续进行固定观测3年和移动监测1年,结合三个城市的地面气象监测数据结果，研究表明:(1)天山南北坡大中小城市,夏季大气对流层NO2垂直柱浓度的日变化有波峰和波谷的波动，其峰值在大中小城市中有所差异，表现为乌鲁木齐(7.590×1015molec•cm-2）>库尔勒（7.559×1015molec•cm-2)>博乐(3.578×1015molec•cm-2)；（2）大中小城市夏季大气对流层NO2垂直柱浓度大小与城市地表条件差异有关，尤其与观测区的车流量有密切关系，表现为市区（4.643×1015molec•cm-2）>工业区（4.469×1015molec•cm-2）>农田区（2.425×1015molec•cm-2）；（3）不同天气条件下大中小城市大气对流层NO2的垂直柱浓度特征为雨天（3.082×1015molec•cm-2）时浓度最小，说明降水对NO2的浓度具有重要的影响；（4）天山南北绿洲城市郊区冬季NO2柱浓度呈早晚双峰型的日变化趋势，峰值在京时9:00和18:00，平均浓度值为(8.3615.105)×1015molec·cm-2、(9.9353.298)×1015molec•cm-2。（5）通过对云量和NO2柱浓度的曲线拟合，发现云量与NO2柱浓度呈正相关，且相关系数为0.85（6）就11月和1月的数据来看，NO2月均值表现出三道坝镇(6.5222+1.2310）×1015molec·cm-2>84团(3.8880+1.2000)×1015molec·cm-2>西尼尔镇(2.1155+0.4706)×1015molec·cm-2；目前应用MAX-DOAS技术对比分析新疆干旱区大中小城市大气NO2浓度空间差异性取得较好的研究效果，以期将MAX-DOAS技术在新疆干旱区大中小城市中继续推广应用。