二維多軸差分吸收光譜（2D-MAX-DOAS）技術作為一種光學遙測方法，通過采集不同方位角和仰角下的太陽散射光，反演大氣中多種氣態污染物的空間分布特征，該方法已成為大氣探測的有力手段之一。當前，臭氧及其前體物（NOx和VOCs）的相互作用成為空氣質量調控研究的熱點之一，中科院合肥研究院安光所謝品華研究員課題組將2D-MAX-DOAS等立體監測技術應用到臭氧及其前體物控制研究領域，能夠從污染時空演化和傳輸視角揭示區域臭氧污染成因和主控因子，從而推進大氣防控政策更加科學、精準地制定。相關研究成果發表在國際學術期刊Science of the Total Environment上。
研究團隊基于2D-MAX-DOAS和激光雷達在探測大氣污染物空間信息方面的優勢，于2020年9月在合肥市開展了大氣關鍵污染物梯度探測和臭氧成因研究。研究了不同先驗廓線型（指數型、高斯型和玻爾茲曼型）對2D-MAX-DOAS反演氣體廓線的影響；并針對合肥市夏秋季典型臭氧污染過程，通過2D-MAX-DOAS獲得的HCHO/NO2的空間濃度比值與臭氧的關系分析，揭示了對流層底層（< 2km）影響O3形成的主控因子空間特征，即：VOCs (地表)-NOx (0.4 km)-混合控制區 (1.0 km) -VOCs (1.6 km)。發現當臭氧濃度劇烈升高時，VOCs控制區占比擴大且合肥市區方向的敏感區域出現了強烈變化（NOx-limited→VOCs-limited）?？紤]2 km高度內臭氧主控因子的影響，根據HCHO/NO2與ΔO3變化關系分析，大氣中HCHO/NO2控制在5.50左右時臭氧可得到較好的控制效果（ΔO3≈-5 ppb）。該項研究對大氣臭氧污染防治具有一定指導意義。
以上研究工作得到了國家自然科學基金重點項目和區域創新發展聯合基金等項目的資助。
鏈接: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153425
