本網(wǎng)訊（物質科學與信息技術研究院 田鑫）近期，安徽大學物質科學與信息技術研究院田鑫老師課題組與中科院合肥物質科學研究院謝品華研究員團隊、德國馬普化學所合作，在重霾環(huán)境下MAX-DOAS反演算法研究方面取得新進展。相關研究成果以《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)表在國際學術期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》(地學一區(qū))上，田鑫為第一作者，安徽大學為第一作者單位。

地基多軸差分光學吸收光譜(MAX-DOAS)是一種地基遙感新技術，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)偏差進行了研究。隨著氣溶膠光學厚度（AOD）的增加，反演廓線與真實廓線的系統(tǒng)偏差增大，且反演的AOD低于真實值。對于最優(yōu)估計算法，可以通過優(yōu)化先驗廓線的協(xié)方差矩陣來提高反演值與真實值的一致性。其次，高氣溶膠對NO2廓線反演的影響結果表明，NO2 垂直柱濃度（VCD）對于最優(yōu)估算法有顯著影響。低NO2 VCD時，最優(yōu)估算法反演結果相對高估，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。

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）