2018年12月12日，由中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所主持的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“陸地邊界層大氣污染垂直探測(cè)技術(shù)”在河北省望都縣啟動(dòng)了一次大型的大邊界層污染加強(qiáng)觀測(cè)試驗(yàn)。該項(xiàng)目首席科學(xué)家是中科院大氣物理研究所胡非研究員，項(xiàng)目參加單位有北京大學(xué)、中山大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國(guó)氣象局北京城市氣象研究所、中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站、上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、深圳市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、南京大學(xué)和南京信息工程大學(xué)共九家單位，本次實(shí)驗(yàn)得到了曾慶存院士、劉文清院士、張遠(yuǎn)航院士、陳良富研究員和王自發(fā)研究員等專家的指導(dǎo)，得到了中科院大氣所“大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”以及“中國(guó)科學(xué)院中層大氣和全球環(huán)境探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”科技人員的大力支持。

  這次預(yù)計(jì)持續(xù)10天左右的大型加強(qiáng)觀測(cè)試驗(yàn)，主要探測(cè)平臺(tái)是一個(gè)32米長(zhǎng)1900立方米的大型系留汽艇，由中國(guó)電子科技集團(tuán)第三十八研究所和上海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心具體實(shí)施升降。艇上載有常規(guī)“六要素”二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、總揮發(fā)性有機(jī)物，以及氣溶膠質(zhì)譜、粒徑譜、黑炭和顆粒物計(jì)數(shù)等大氣污染觀測(cè)儀器，同時(shí)還搭載有風(fēng)速、風(fēng)向，溫度、濕度、氣壓、三維湍流脈動(dòng)風(fēng)速脈動(dòng)溫度等氣象要素觀測(cè)儀器。在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，還有項(xiàng)目參加單位的多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)、拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)、臭氧激光雷達(dá)和二氧化氮激光雷達(dá)等先進(jìn)的垂直遙感探測(cè)設(shè)備，還有四軸八槳全自主飛行無(wú)人機(jī)配合觀測(cè)大氣污染“六要素”的垂直分布。

  這次加強(qiáng)觀測(cè)的特點(diǎn)是：(1)測(cè)量要素全，覆蓋了主要污染物、主要?dú)庀笠蜃雍屯牧髅}動(dòng)數(shù)據(jù)；(2)觀測(cè)范圍全，涵蓋從地表到邊界層頂及其鄰近的區(qū)域；(3)觀測(cè)的時(shí)空分辨率高；(4)觀測(cè)的連續(xù)性和空間代表性強(qiáng)，能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)邊界層污染的日變化和生消過(guò)程。

  在望都加強(qiáng)觀測(cè)的同時(shí)，項(xiàng)目還在津冀地區(qū)開展了包括北京325米高塔和天津255米高塔梯度觀測(cè)、激光雷達(dá)走航觀測(cè)、飛機(jī)觀測(cè)和地面臺(tái)站觀測(cè)在內(nèi)的同步協(xié)同觀測(cè)。此外，為了與京津冀地區(qū)的觀測(cè)相對(duì)照，由項(xiàng)目參加單位中山大學(xué)和深圳環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在珠三角地區(qū)也同時(shí)實(shí)施了大氣邊界層污染加強(qiáng)觀測(cè)試驗(yàn)，主要探測(cè)平臺(tái)有深圳356米高塔和廣州600米電視塔，以及大氣污染移動(dòng)觀測(cè)車等。特別需要提及的是，在這次觀測(cè)試驗(yàn)中，項(xiàng)目自主研發(fā)的新型臭氧激光雷達(dá)、二氧化氮激光雷達(dá)、高空湍流超聲風(fēng)速儀探測(cè)系統(tǒng)以及渦度相關(guān)PM2.5湍流通量觀測(cè)系統(tǒng)等也首次亮相，自主研發(fā)的基于汽艇浮空器平臺(tái)的“軟塔”梯度觀測(cè)系統(tǒng)，也擬在實(shí)驗(yàn)后期開展觀測(cè)試驗(yàn)。

  總之，這是一次中科院大氣所組織的在京津冀地區(qū)規(guī)模較大的多平臺(tái)、多要素大氣邊界層綜合觀測(cè)試驗(yàn)，將獲得冬季重污染期間點(diǎn)面結(jié)合、三維立體的大氣污染垂直分布信息。同時(shí)，也為不同大氣污染探測(cè)設(shè)備的對(duì)比校驗(yàn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)融合和歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化研究，以及大氣污染模式的發(fā)展提供幫助，為我國(guó)大氣污染垂直探測(cè)技術(shù)和科學(xué)研究的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。  （LAPC供稿）

張遠(yuǎn)航院士以及大氣污染專家柴發(fā)合、曾立民、孟凡、龔山陵等在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作

參加本次實(shí)驗(yàn)的部分科技人員和研究生合影

本次實(shí)驗(yàn)用的大型汽艇探測(cè)平臺(tái)

本次實(shí)驗(yàn)用的移動(dòng)監(jiān)測(cè)車

本次實(shí)驗(yàn)用的自主飛行無(wú)人機(jī)

本次實(shí)驗(yàn)用的拉曼和米散射激光雷達(dá)