激光雷达和无人机辅助的城市雾霾天气黑碳-边界层交互作用观测及其机制研究

基本信息
批准号:41801282
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张淼
学科分类:
依托单位:南阳师范学院
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张子月,张春,王兵锐,牛自耕,牛莹,俞兰,陆云波
关键词:
黑碳激光雷达雾霾边界层无人机
结项摘要

The black carbon-boundary layer interaction is considered as one of important reasons that can worsen haze. Due to the limition of observation and simulation techniques, the mechanism of carbon-boundary layer interaction has not yet been wholely comprehended. and the establishment of multiple observation techniques will bring important breakthroughs for further exploration of his mechanism. Relying on special advantages of lidar in collecting aerosol vertical distribution pattern and measurement and verification platform established using uav technology, this project will provide a new theory and a new observation technique for black carbon-boundary layer interaction via optimizing the retrieval algorithm, designing the extraction method for boundary layer parameter and improving the boundary layer height (BLH) calculation theory. In addition, experiment application researches, including the vertical structural characteristics of black carbon radiation effect in boundary layer, the black carbon effect on boundary layers stratification structure and the mechanism of the black carbon-BLH, will also be carried out, in order to provide practical evidence for revealing the black carbon-boundary layer interaction mechanism, and provide theoretical basis for air pollution control.

黑碳-边界层交互作用是加重雾霾的重要原因之一。受限于观测技术和模拟方法,目前这种复杂交互作用的机制尚未被完全理解。多样化的技术手段是深入挖掘黑碳-边界层交互机制的重要突破口。本项目拟利用激光雷达获取气溶胶垂直分布的特殊优势,通过反演算法优化、边界层内参量提取方法设计、边界层高计算理论改进,结合无人机技术搭建实测、验证平台,提供黑碳-边界层交互机制监测的一种新理论与新方法。在此基础上,进行实验应用研究,重点分析边界层内黑碳辐射效应垂直结构特征、黑碳对边界层层理结构影响性以及黑碳对边界层高的作用机理,为深入揭示黑碳-边界层交互机制提供实测证据,也为大气污染治理提供理论依据。

项目摘要

气溶胶-边界层交互作用是加重雾霾的重要原因之一。本项目利用气溶胶激光雷达观测技术,研制地基双波长偏振激光雷达系统及反演算法,实现高质量、高时空分辨率气溶胶及其光学参量垂直分布信息的精确获取。研究霾、非霾环境边界层内气溶胶光学特性及提出基于神经网络的霾判别标准,发展了各物理、光学、辐射参量边界层内提取理论及新方法。进行了霾、非霾环境边界层内气溶胶MODIS产品验证分析研究,配合相应大气辐射传输模型,与边界层相关气象参量进行实验分析研究,揭示了不同特征区域气溶胶-边界层交互效应。本项目的研究成果具有一定的科学价值,相应硬件系统和算法可以对推动大气遥感技术的发展与应用提供技术支持,实验数据及结果也可为大气污染治理提供理论与数据支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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