近期，安光所謝品華研究員課題組在大氣OH自由基外場高靈敏測量研究方面取得新進展，相關研究工作以《基于激光誘導熒光技術的對流層大氣OH自由基外場探測系統》（Development of a field system for measurement of tropospheric OH radical using laser-induced fluorescence technique）為題發表在國際刊物發表在Optics Express上。
大氣氧化能力是影響區域污染、全球氣候變化和大氣生態環境的關鍵因素之一。OH自由基作為白天大氣中最重要的氧化劑，主導一次污染物（CO、NOX、CH4、VOCs、 SO2等）的去除過程，并決定痕量氣體在對流層的壽命以及濃度分布；并引發O3、PAN、CO2、HNO3、H2SO4和OVOCs、SOA等二次污染物的生成和光化學污染、臭氧污染、酸雨和二次氣溶膠及溫室效應。由于其高活性和超低濃度等特點，迄今為止在環境大氣中開展OH自由基直接準確的測量仍然是大氣化學領域最富挑戰性的研究工作之一。
課題組胡仁志副研究員等人在前期研究的激光誘導熒光技術（LIF）基礎上，解決了激光高效耦合、低損耗采樣、熒光高靈敏度探測、準確定標等難題，自主研發了一套用于大氣OH自由基外場測量系統，成功應用于2018年9月30日-11月11日的深圳秋季綜合長期的外場觀測（STORM）。這次外場觀測首次驗證了系統對OH自由基高靈敏、高時間分辨率、實時在線測量的性能，并有效的獲得了的日變化趨勢；在與臭氧光解率（由于臭氧光解是OH自由基的主要來源）的比較分析中得到了較高的相關性。日間OH自由基平均峰值濃度水平在6.6×106 cm-3，這表明深圳秋季日間光化學過程依然較強。
該儀器的研制能滿足對環境大氣OH自由基高靈敏、高時間分辨率實時在線探測的測量需求，可為研究大氣化學過程提供先進技術手段和設備，為進一步研究OH自由基大氣化學過程及二次污染規律等科學問題提供數據支持。
該研究工作得到了科技部大氣專項、國家自然科學基金、中國科學院灰霾先導專項等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.27.00A419
圖1 OH自由基激光誘導熒光探測系統的原理圖和實物圖
圖2 STORM期間的OH和j(O1D)時間序列
圖3 OH自由基與j(O1D) 平均日變化趨勢
