注:本文轉(zhuǎn)載自“含氟氣體與環(huán)境問題”公眾號。
大氣中的臭氧含量通過地面儀器、熱氣球和飛機攜帶的儀器以及衛(wèi)星進行測定。部分儀器通過連續(xù)抽取大氣樣品進入小的檢測室對臭氧進行原位測定。還有部分儀器利用臭氧的光學特性,可以實現(xiàn)長距離遠程測定臭氧含量。
大氣中臭氧的豐度可以通過多種技術(shù)測定(見圖q5-1)。這些技術(shù)的原理是利用臭氧的光學和化學特性。監(jiān)測技術(shù)主要分為兩類:原位測定和遠程測定。在監(jiān)測臭氧層變化、加深控制臭氧豐度的認識上,這些技術(shù)。
原位測定 大氣臭氧豐度的原位測定需要將空氣直接抽取進儀器。當空氣進入儀器的檢測器,通過紫外光的吸收或者電流或者化學反應產(chǎn)生的光對臭氧進行測定。種方式被用在“臭氧探空儀”的結(jié)構(gòu)設(shè)計上。這種探測儀輕便小巧,臭氧監(jiān)測模塊適合被安置在小型氣球上。氣球可以升空,遠至平流層測定臭氧?!俺粞跆娇諆x”常常被安放在世界各地。利用光學或者化學檢測原理的原位臭氧監(jiān)測儀器也經(jīng)常被安放在飛行器上,以監(jiān)測對流層及平流層下部的臭氧分布。高空的科研用飛行器可以到達臭氧層,可以深入高緯度的大氣圈層。一些商用飛行器也常常會進行一些臭氧監(jiān)測。
圖q 5?1 臭氧監(jiān)測
大氣中的臭氧含量通過地面儀器、飛機、高空氣球及衛(wèi)星進行測定。一些儀器利用空氣樣品監(jiān)測原位臭氧,另一些則可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測。這些儀器利用光學技術(shù),以太陽光或者激光作為光源;檢測來自臭氧的熱量;或者利用臭氧的化學反應進行測定。的許多地方都在對臭氧總量及其時空變化進行常規(guī)監(jiān)測。
遠程測定 遙遠地區(qū)臭氧總量的測定以及高空分布特征的識別主要通過遠程監(jiān)測實現(xiàn)。多數(shù)的臭氧遠程測定依賴于它對紫外光有特定的吸收波段。紫外光源可以是太陽光、激光、星光。例如,衛(wèi)星利用大氣對太陽紫外輻射的吸收率或者地表散射的太陽光的吸收率對幾乎臭氧進行每日測定。測定反向散射激光的激光雷達儀,常被安放在地面站點或者科研用飛行器上,來檢測沿著激光路徑每隔幾公里的臭氧含量。一系列路基探測器通過檢測太陽到達地球表面的紫外輻射量的微小變化來測定臭氧。其他儀器則利用在不同海拔高度,臭氧對紅外線或者可見光輻射的吸收率、微波或者紅外輻射的不同,獲得臭氧垂直分布的信息。利用輻射對夜晚偏遠地區(qū),特別是冬季的極地地區(qū)持續(xù)黑暗情景下的臭氧監(jiān)測具有突出優(yōu)勢。