SV-LDC臭氧激光雷达

SV-LDC臭氧激光雷达基于差分吸收原理，利用大气臭氧分子的吸收特性测量对流层中臭氧气体的立体空间浓度分布。激光雷达向大气中发射一对或者多对波长相近的脉冲激光光束，其中一束激光的波长处于臭氧的吸收线上。其他激光束的波长位于臭氧的吸收线的边翼或吸收线之外，臭氧对不同波长的光束的强、弱吸收的不同，激光雷达接收到的后向散射回波信号，通过反演算法得到需要的臭氧廓线，从而实现对臭氧时空分布的探测。

臭氧激光雷达作用

1、判断臭氧的局地生产及外来输送

通过大气臭氧垂直廓线探测数据，结合风向、风速、温湿度等各项数据，分析泉州市臭氧高空传输﹑沉降﹑扩散和本地产生过程。

2、探测大气中臭氧的时空变化特征

结合前体物质以及反应条件的监测数据，分析社会活动对泉州市大气臭氧浓度的影响；

3、臭氧与前体物的敏感性分析

通过累积的VOCs、NOx及O3等数据，绘制EKMA曲线图，分析前体物VOCs，NOx对泉州市臭氧污染形成的敏感性和臭氧污染控制敏感性。

4、为城市大气臭氧管控提供可行性建议

掌握臭氧及其前体物变化特征，监控臭氧的外来传输和本地生成，确定臭氧前体物的优先控制污染物种，研究臭氧污染及实现达标的**控制方案。管控和减排优先控制污染物种的来源，提出加强泉州市臭氧污染控制的对策建议。

5、VOCs的臭氧生成潜势分析

挥发性有机物（VOCs）是形成臭氧和PM2.5的重要前体物，有研究表明，城区范围内基本处于臭氧生成的VOCs控制区。因此，要遏制臭氧污染，实施VOCs治理攻坚是必经之路。通过VOCs的主要成分及其对臭氧生成的贡献率分析，通过VOCs和臭氧走航测量，确定泉州市VOCs排放的重点区域和污染源。

臭氧激光雷达先进性

当前获取臭氧垂直廓线常用方法有铁塔，探空气球，小飞机，卫星等，但都存在一定的局限性。铁塔的高度有限，不能探测到较高的臭氧团；小飞机和卫星不能做到很很好的时间连续性；而卫星的空间分辨率不能达到当前的较高需求。所以大气遥感探测技术来监测臭氧成为当前重要的方法。

近地面污染物浓度及其扩散、反应、沉降等过程在很大程度上依赖于上层混合及垂直边界层的物理状况，如夜间残留层的臭氧在次日可以被下沉运动带到地面，从而使地面的臭氧浓度升高，甚至导致近地层的光化学污染进程。因此，单独的地面观测并不能满足空气质量评估的数据需要，开展污染物的垂直浓度监测对于研究近地面污染物浓度的变化趋势、分析及其来源具有重要意义。

利用臭氧激光雷达数据，对臭氧的时空分布进行分析，进一步研究臭氧局地污染形成与高空臭氧向下传输的关系。

臭氧激光雷达技术因其空分辨率高、快速实时、动态范围大等优势成为目前探测大气臭氧分布、进行臭氧污染研究重要技术手段和高端设备。臭氧激光雷达利用臭氧对激光波长的吸收差别，确定脉冲激光共同路径上臭氧的浓度，从而实现了对臭氧时空分布的探测不仅可以对污染区域进行有效的监测，确定其来源、输送，还能对即将发生的重大污染事件进行有效预防。为污染物的跨区、跨市输送监测也提供了数据支持。自2013年，臭氧激光雷达在京津冀地区建立了监测网络以来，臭氧激光雷达技术一直保持着良好的工作状态，为京津冀地区的臭氧监测提供了有力的技术支撑。

臭氧激光雷达优势

1、激光雷达高频，抗干扰能力强（不易受到背景光影响，信噪比大探测的效果更真实，精确度高）

2、体积小，便携性好

3、数据采集和分析软件（具备自主研发软件，智慧环保平台，手机app，可以通过手机观测数据，具有时效性，能随时随地观测数据变化）

4、同时支持固定探测和移动走航探测两种探测方式

5、一体化全自动（系统高度集成，可扩充、易维护、自动控温、24小时不间断工作）

6、溯源性能强（能确定污染区域、锁定污染来源、结合臭氧前体物监测设备协同监测）

7、多模式工作方式：可实现垂直探测，走航监测。

臭氧激光雷达探测模式

臭氧激光雷达探测形式分为定点监测及走航监测。在固定式探测的基础上支持车载走航移动探测，随着臭氧激光雷达的移动，其扫描出的臭氧立体空间分布图便呈现在电脑屏幕上，实时在线监测大气臭氧浓度的垂直分布情况，区域内的实时臭氧浓度高值区、立体分布状况一目了然。

臭氧激光雷达走航用途：

1）探测大气臭氧垂直分布和时空演变特征；

2）大气臭氧立体空间分布图；

3）垂直空间臭氧传输特征；

4）城市水平区域传输特征；

5）城市有机物光化学反应特征分析。

固定垂直探测

通过地面站及激光雷达，建立立体监测网络，监测污染物传输、扩散和沉降的趋势，可为本地大气污染防治管控进行提前预警预报。其中地面站可以提供准确可靠的空气质量监测数据，并为激光雷达数据反演提供数据支撑。激光雷达利用差分吸收原理于卫星遥感探测技术记录和测量大气臭氧特性，将臭氧在大气中空间分布随的时间变化情况图形化，通过反应臭氧的形成、传输和消散过程。通过反演算法计算臭氧浓度的空间分布特性，识别云、边界层等大气特性。通过探测臭氧浓度的空间分布特性，可厘清污染物的来源是本地生成还是受外来传输影响，探测大气边界层高度的变化趋势，为评价环境承载力做支撑。

移动走航探测

通过将设备搭载在移动监测车内进行走航探测，在不需要接入市电的情况下，设备可在行驶过程中对臭氧浓度进行测量，实时监测走航行驶路径上的臭氧浓度变化趋势及空间分布状况；也可停靠路边或进入污染园区内部进行臭氧浓度的测量。

通过在移动平台上搭载激光雷达系统，采用“驻车扫描”或“边走边测”的工作方式，对区域上空污染团的输入、过境、沉降过程进行实时、在线、连续扫描监测，分析污染物的类型、强度以及演变过程。走航扫描监测结合GIS地理信息，可绘制污染团的运动轨迹，追踪污染团动向，结合大气混合层及气象条件，提供典型污染过程的预警建议。