“當(dāng)沙塵天氣過程中沙塵源區(qū)城市PM10小時(shí)濃度持續(xù)兩個(gè)小時(shí)超過600μg/m3，或持續(xù)1個(gè)小時(shí)超過1000μg/m3，可以剔除沙塵天氣過程影響區(qū)域范圍內(nèi)源區(qū)城市及下游城市顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)。近年來，地基遙感的主動(dòng)探測手段，如激光雷達(dá)不僅能夠有效判識霧霾的空間分布，對沙塵天氣發(fā)生的過程、時(shí)間、沙團(tuán)輸入的高度、強(qiáng)度等特征，都可以進(jìn)行有效監(jiān)測。
　　1、什么是大氣顆粒物激光雷達(dá)呢？
　　大氣顆粒物激光雷達(dá)像“探針”一樣，通過不斷地向大氣中發(fā)射激光束，掃描大氣中的信息，通過與顆粒物和氣態(tài)分子相互作用后產(chǎn)生散射光來獲取不同高度處污染物的濃度分布信息，類似醫(yī)學(xué)上的“CT”技術(shù)，不同的是，激光雷達(dá)獲取的是污染物的空間垂直分布。

雙波長三通道雷達(dá)

掃描雷達(dá)
　　2、激光雷達(dá)提供什么數(shù)據(jù)呢？
　　消光系數(shù)：反映污染程度，消光系數(shù)值越高，代表球形粒子污染程度越嚴(yán)重。
　　退偏振度：反映沙塵的不規(guī)則程度，沙塵的退偏振度約0.2-0.4。
　　顆粒物質(zhì)量濃度空間分布：給出不同高度處PM10和PM2.5質(zhì)量濃度。
　　能見度：給出垂直、水平能見度視程。
　　外源性污染物強(qiáng)度：外源傳輸?shù)妮斔屯亢途值匚廴镜恼急取?br />　　3、如何從激光雷達(dá)結(jié)果上讀取沙塵信息呢？我們來分析兩個(gè)案例。
　　案例分析一：過境沙團(tuán)和沉降沙團(tuán)的過程監(jiān)控（數(shù)據(jù)來源：中科光電無錫站點(diǎn)）
　　顆粒物激光雷達(dá)在判識外源性沙塵的另一個(gè)重要依據(jù)，是其出現(xiàn)的高度與近地面的污染物分布無明顯的重合。下圖是激光雷達(dá)捕獲到的一次多層沙團(tuán)過境和與地面復(fù)合的結(jié)果。近地面的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PM濃度高值與沙團(tuán)2沉降融合有密切關(guān)系。

圖 沙塵輸入過程的激光雷達(dá)監(jiān)測結(jié)果（無錫）
　　沙團(tuán)1： 出現(xiàn)在6日16時(shí)，高度4.2km處，沉降過程中沙團(tuán)的下沿距地面約2.1km，尚未進(jìn)入大氣邊界層內(nèi)，屬于過境沙團(tuán)，對近地面的影響較小。
　　沙團(tuán)2：出現(xiàn)在7日20時(shí)前后，高度5km處，沙團(tuán)強(qiáng)度大，沉降速率大，沙團(tuán)在8日7時(shí)沉降至大氣邊界層內(nèi)，與近地面污染物復(fù)合，屬于沉降沙團(tuán)。
　　沙團(tuán)3：在沙團(tuán)2未沉降結(jié)束時(shí)，高空3km處發(fā)生第3次的污染團(tuán)的輸送。此沙團(tuán)向地面遷移過程中，在1.2km處與地面污染物有明顯分界，未發(fā)生融合，屬過境沙團(tuán)。
　　沙團(tuán)4：出現(xiàn)在8日20時(shí)高空3.6~4.5km范圍內(nèi)出現(xiàn)第4次的沙團(tuán)輸入。此沙團(tuán)下沿最低高度至3km，既未與第3次的沙團(tuán)混合，也沒有能進(jìn)入邊界層內(nèi)與近地面的污染物混合，推測第3次和第4次輸送的污染團(tuán)與第1次的污染團(tuán)類似，屬于過境沙團(tuán)，對近地面的影響較小。
　　詳細(xì)可參閱【伍德俠, 宮正宇, 潘本鋒,等. 顆粒物激光雷達(dá)在大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2015(5).】
　　案例分析二：沙塵傳輸?shù)募す饫走_(dá)組網(wǎng)觀測
　　基于單站點(diǎn)的雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對沙團(tuán)的時(shí)間、高度和強(qiáng)度特征進(jìn)行分析，基于多臺(tái)雷達(dá)組成的雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)，可以對沙團(tuán)的傳輸路徑、時(shí)間相位以及沉降的特征進(jìn)行監(jiān)控，并及時(shí)預(yù)警。為有效捕獲此次沙塵污染傳輸，中科光電利用激光雷達(dá)組網(wǎng)平臺(tái)，對布設(shè)在北京、無錫、上海、福州、武漢和鄭州等地的大氣顆粒物監(jiān)測激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速解析。

激光雷達(dá)組網(wǎng)點(diǎn)位布設(shè)


沙塵傳輸?shù)募す饫走_(dá)組網(wǎng)觀測結(jié)果
　　致謝：衷心感謝中國環(huán)境監(jiān)測總站、河南省環(huán)境監(jiān)測中心、上海市環(huán)境監(jiān)測中心、福建省環(huán)境監(jiān)測中心站、蘭州市環(huán)境監(jiān)測站、武漢市環(huán)境監(jiān)測中心、福州市環(huán)境監(jiān)測中心站、無錫新吳區(qū)環(huán)境監(jiān)測站的大力支持。
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