湍动边界层

p style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/67f76a1b-1bfc-4a97-b7e5-0de6a85ef5df.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/fbabd4b1-7a49-4d9f-88f6-0af16db14e26.jpg" title="2.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "中科院大气物理所供图。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "从中国科学院大气物理研究所获悉，该所主持的国家重点研发计划项目“陆地边界层大气污染垂直探测技术”日前在河北省望都县启动了大型大边界层污染加强观测试验。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这次观测试验预计将持续10天左右，主要探测平台是一个32米长、1900立方米的大型系留汽艇，艇上载有二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、总挥发性有机物，以及气溶胶质谱、粒径谱、黑炭和颗粒物计数等大气污染观测仪器，同时还搭载有风速、风向，温度、湿度、气压、三维湍流脉动风速脉动温度等气象要素观测仪器。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“这是一次在京津冀地区开展的规模较大的多平台、多要素大气边界层综合观测试验，将获得冬季重污染期间点面结合、三维立体的大气污染垂直分布信息。”项目首席科学家、中科院大气物理所研究员胡非说，此次观测试验的特点是测量要素全，观测范围全，观测的时空分辨率高，观测的连续性和空间代表性强。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在这次观测试验中，项目自主研发的新型臭氧激光雷达、二氧化氮激光雷达、高空湍流超声风速仪探测系统以及涡度相关PM2.5湍流通量观测系统等均属首次亮相，自主研发的基于汽艇浮空器平台的“软塔”梯度观测系统，也拟在实验后期开展观测试验。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "胡非认为，这次试验将为不同大气污染探测设备的对比校验、数据质量控制、数据融合和归一化、标准化研究，以及大气污染模式的发展提供帮助，为我国大气污染垂直探测技术和科学研究的发展作出贡献。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在望都加强观测的同时，项目还在津冀地区开展了包括北京325米高塔和天津255米高塔梯度观测、激光雷达走航观测、飞机观测和地面台站观测在内的同步协同观测。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "此外，为与京津冀地区的观测相对照，由项目参加单位在珠三角地区也同时实施了大气边界层污染加强观测试验，主要探测平台有深圳356米高塔和广州600米电视塔，以及大气污染移动观测车等。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据了解，离地面1~2千米厚的大气边界层是大气污染的主要发生地，为深入认识大气污染机理和开展大气污染防治，迫切需要进行污染物在大气边界层内的垂直分布规律研究。目前国内外有多种大气边界层和大气污染探测设备和分析仪器，但它们之间的可比性、融洽性和校准技术研究还很不够，制约着该领域的发展。“陆地边界层大气污染垂直探测技术”项目旨在解决基于塔基、地基遥感、艇基和飞机等一体化探测平台的边界层三维垂直结构探测技术。/p

2016年5月28—29日，大气、气溶胶、边界层和云相互作用试验研究会在河北邢台召开。中国科学院院士吴国雄、中国工程院院士丁一汇、北京大学环境科学与工程学院院长朱彤、河北省气象局副局长彭军、邢台市气象局局长赵黎明、北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院首席科学家李占清、中国科学院大气物理研究所、中国科学院合肥物质研究院、中国气象局大气探测中心、北京师范大学、中国科学院遥感与数字地球研究所、德国马普研究所等相关专家、学者都参加了此次会议。无锡中科光电技术有限公司作为受邀企业，也参加了此次会议。 会议前，参会人员对“大气-气溶胶-边界层-云”华北地空联合实验观测现场进行了参观。无锡中科光电与各单位的领导、专家一起参观了在邢台气象观测站的数十种观测仪器和设备，认真听取了实验人员的讲解和资料分析。北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院首席科学家、“千人计划”学者、此次观测试验负责人李占清教授指出，“邢台气象观测站的实验，首次采用双飞机对云内外以及边界层内外开展观测。此次观测实验还联合了中国气象局、中国科学院、北京大学等单位，利用各自先进的仪器设备和探测技术，形成了一套完整的大气-气溶胶-云-降水的综合观测系统，是开展气溶胶、云物理、人工影响天气、天气和气候变化研究最完整的观测设施。” 会议开始时，河北省气象局副局长彭军和邢台市气象局局长赵黎明对各专家、学者的到来表示欢迎，并指出此次大气、气溶胶、边界层和云相互作用试验研究会对了解河北省大气、云、地面三者之间的相互作用，以及近地面边界层的污染和大气稳定度对云和降水的重大意义。接着，各专家、学者分别对河北气象情况、地空联合试验、气溶胶光学与辐射特性主题进行了详细的介绍和分析。 无锡中科光电技术有限公司对快速源解析走航车进行了详细的讲解，强调数据应用的重要性，利用基于振镜的快速扫描技术和车载多轴DOAS技术，采用走航快速源解析监测方法和数据分析方法，构建了车载走航快源解析系统。无锡中科光电首创了国内走航与锥形扫描应用技术，综合了点、线、面源锥形扫描识别和垂直走航观测方法，对重点污染区域中污染物进行3D扫描和移动走航追踪观测，可有效获取区域污染物空间立体分布、变化规律和排放特征，实现污染区域快速源解析，做到大气灰霾追因与控制。 无锡中科光电始终致力于大气灰霾追因与控制技术，大力发展地基遥感监测设备和数据分析能力，解析颗粒物污染来源、污染特征及污染变化趋势，为短时间空气质量预警预报提供了及时、有效、准确的数据支撑。无锡中科光电也将随时保持与各专家、学者及同行的技术交流和研究成果分享，共同为绿色中国不断努力和奋斗！

2018年12月21日至23日，中科院合肥物质科学研究院在合肥组织召开了国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”重点专项——“近海海洋边界层大气污染综合立体探测技术研发及应用示范”项目（以下简称 “该项目”）启动与实施方案论证会。这是聚光科技（杭州）股份有限公司下属子公司无锡中科光电技术有限公司（以下简称“中科光电”）继参与2016年“大气污染成因与控制技术研究”重点专项和2017年“国家大气污染防治攻关”之后又一国家级大气污染防治科研项目。　　会议成立了由技术专家、管理专家和财务专家组成的实施方案论证专家组。中科院合肥物质科学研究院院长匡光力研究员代表项目承担单位致欢迎辞，表示将认真做好项目的组织实施和过程管理工作。中科院前沿科学与教育局地球科学处处长段晓男对项目的启动表示祝贺，对项目的科学实施提出了期望和具体建议。中国21世纪议程管理中心资源环境处处长王磊介绍了“十三五”期间课题管理规划改革方案以及大气专项管理办法，对项目承担单位的组织和管理工作提出了总体要求。　　与会专家认真听取了重点项目负责人刘建国研究员和各课题负责人的实施计划方案汇报，充分讨论了项目实施方案和管理机制，形成并论证通过了该项目的实施方案。潘德炉院士代表项目专家组对项目研究工作提出具体要求，强调了加强海洋探测特色仪器与设备的关键技术突破、有效构建立体探测系统的重要性。专家们在论证会上充分交流　　该项目汇聚了中科院合肥物质科学研究院、中科院大气物理研究所、国家海洋局第二海洋研究所、中国科学技术大学、复旦大学、中国海洋大学、厦门大学、南京信息工程大学、中国环境监测总站、中国气象局气象探测中心、国家海洋环境监测中心、国家卫星海洋应用中心、深圳市环境监测中心站、上海卫星工程研究所、中科光电等长期从事近海海洋边界层大气污染相关研究的优势单位，将针对近海大气边界层多污染物共存、环境条件复杂（高湿、高盐等）、时空变化不均匀等特点，以快速、在线、立体监测技术研发为核心，研发集成具有自主知识产权、多元数据归一的海洋大气边界层立体探测技术系统，实现近海大气边界层理化结构的高时空分辨率探测；并在黄海、渤海、南海等海域开展技术应用示范，形成相应的技术规范，支撑国家环境监测网络建设，为我国近海大气污染科学研究提供技术保障。 各课题负责人汇报实施计划方案　　作为参与此项目的唯一企业，中科光电有幸承担了子课题任务——“近海海洋边界层大气污染物输送通量探测技术研究”。通过此课题将获取高准确度的气溶胶消光系数、退偏振比，并建立准确的近海岸颗粒物质量浓度与消光系数的关系模型，进而识别海源、陆源气溶胶并定量估算气溶胶的近海洋输送，实现对气溶胶传输通量测量的精确化。通过与课题内（间）的风场、污染场数据结合，建立高精度的输送通量反演方法，为定量评价近海海洋污染物提供数据基础。　　中科光电总经理万学平先生和业务发展部总监、子课题负责人王界博士出席了项目启动会，并和与会人员就此项目的实施进行了深入交流。 参会人员合影

近年来灰霾现象频发，颗粒物区域污染现象受到社会及政府部门的高度重视。针对区域性大气污染问题，作为一种成熟的主动遥感手段，颗粒物激光雷达为掌握区域大气污染分布和输送规律，解析颗粒物污染特征、污染来源、污染变化趋势，提供了有力支撑。颗粒物激光雷达按工作方式可分为：垂直探测激光雷达和扫描探测激光雷达。其中扫描探测激光雷达是对固定站点监测空白区域、天气突发区域监测的有力补充，对重点污染区域中污染物进行3D扫描和移动观测，可获取区域污染物的空间立体分布、变化规律和排放特征，摸清局地污染物对污染形成的贡献，为环境规划与管理、环境监督与执法及政府宏观决策提供科学依据；并可对污染气团进行走航追踪观测，为短时间空气质量预测提供了及时、有效、准确的数据支撑。 大气颗粒物监测激光雷达大气环境监测激光雷达检测车　　中科光电大气颗粒物监测激光雷达（高能扫描系列），采用波长532 nm线偏振激光对大气颗粒物进行遥感探测。雷达通过对532 nm垂直和水平偏振信号的探测，解析大气消光系数、退偏振比廓线、边界层高度、光学厚度等参数，进而可获取大气颗粒物时空分布特征、污染层时空变化、颗粒物输送和沉降等信息。产品特点　　采用振镜扫描，避免雷达主体光机及探测器电子学系统振动；　　扫描振镜具备自动除尘、除湿、除雪功能，可适用于各种天气状况；　　采用单脉冲能量毫焦级固体激光器，重度污染条件下，具有较好的探测能力；　　系统拥有GIS地理信息系统，可图形化显示扫描区域颗粒物分布情况，排查污染排放源；　　系统具有停电自动关机，来电自动开机功能；　　激光器使用寿命长，可达16000小时。产品软件　　中科光电扫描激光雷达数据采集分析软件具有固定垂直探测、固定斜程探测、车载垂直探测、车载斜程探测、垂直扫描探测、水平扫描探测六种工作模式。软件通过对激光雷达原始数据进行深数据处理，可得到包括消光系数、退偏振比、光学厚度、能见度、边界层、污染物判别、PM10质量浓度时空分布等基本环境监测数据。 流程图采控软件分析软件产品应用　　垂直扫描监测　　激光雷达发射脉冲处于天顶方向，望远镜垂直接收来自天顶方向的后向散射信号。能够反演距地面10km以内气溶胶颗粒物的空间分布信息以及时空演变特征。可应用于雾霾判识、污染过程捕获分析、高空大气光化学过程探测、大气边界层结构特征分析、沙尘暴预警、局地污染预警等环境监测。 垂直扫描监测　　区域点源排放监测　　设置激光雷达工作的方位角和仰角，使置于某固定点位的激光雷达对烟囱、锅炉、化工厂、电厂、水泥厂等重要的点源实现定点定位扫描，监测污染源烟羽排放的轮廓及强度分布，实时把握污染超标动态，结合当地实际情况建立报警体系，有效实现污染源排查、偷排漏排违法取证工作。 区域点源排放监测　　区域线源扫描监测　　设置激光雷达工作的方位角和仰角，使置于某固定点位的激光雷达进行定点定位扫描，结合GIS地理信息，图形化展示交通主干道上空颗粒物的空间分布特征，有效监测区域内若干条交道主干道的排放强度。区域无组织排放扫描监测　　设置激光雷达工作的方位角和仰角，使置于某固定点位的激光雷达对建筑工地、餐饮服务区、汽车修理厂、畜禽养殖场等区域，进行实时在线扫描监测，描绘污染物的水平分布规律，确定污染物的空间分布规律。 区域无组织排放扫描监测　　区域污染物分布扫描监测　　区域污染物分布扫描监测可手动设置水平扫描（针对区域内）、垂直断面扫描（针对区域边界）等不同扫描方式，实现对工业园区、居民生活区、厂区等敏感地带进行定量评估。结合GIS地理信息，图形化显示区域内污染物时空分布及演变特征。 区域污染物分布扫描监测　　走航扫描监测　　走航扫描监测，是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。走航扫描监测走航扫描监测　　高能扫描颗粒物监测激光雷达系统轻便、易于移动，可实现多种扫描方式，方位角与仰角的扫描角度和探测时间都可自行设置，可实现大范围不同方位的连续自动观测，能够探测到同一仰角不同方位角处及同一方位角不同仰角处的颗粒物的变化，对实时环境监测具有较好的帮助。

单层石墨烯(SLG)因为其近弹道输运和高迁移率等独特性质以及在纳米电子和光电子器件方面所具有的潜在应用而受到了广泛的研究和关注。每个SLG样品都存在边界，且SLG与边界相关的物理性质强烈地依赖于其边界的取向。在本征SLG边界的拉曼光谱中能观察到一阶声子模-D模，而在远离边界的位置却观察不到。研究发现边界对D模的贡献存在一临界距离hc，约为3.5纳米。但D模的倍频模-2D模在本征SLG边界和远离边界处都能被观察到。因此，D模成为研究SLG的晶畴边界、边界取向和双共振拉曼散射过程的有力光谱手段。　　SLG具有两种基本的边界取向：&ldquo 扶手椅&rdquo 型和&ldquo 之&rdquo 字型。与SLG不同，多层石墨烯(MLG)中每一石墨烯层都具有各自的边界以及相应的边界取向。对于实际的MLG样品，其相邻两石墨烯层的边界都存在一个对齐距离h。h可以长到数微米以上，也可短到只有几个纳米的尺度。当MLG的所有相邻两石墨烯层的h等于0时，我们称之为MLG的完美边界情况。MLG边界复杂的堆垛方式以及存在不同h和取向可显著影响其边界的输运性质、纳米带的电子结构和边界局域态的自旋极化等性质。尽管SLG边界的拉曼光谱已经被系统地研究，但由于MLG边界复杂的堆垛方式，学界对其拉曼光谱的研究还非常少。　　最近，中国科学院半导体研究所博士生张昕、厉巧巧和研究员谭平恒等人，对MLG边界的拉曼散射进行了系统研究。他们首先对MLG边界进行了归类，发现N层石墨烯(NLG)的基本边界类型为NLGjE，即具有完美边界的jLG置于(N-j) LG上。因此，双层石墨烯(BLG)的边界情况可分为BLG1E+SLG1E和BLG2E两种情况。研究发现：(1)NLG1E边界与具有缺陷结构的NLG的D模峰形相似，其2D模则为NLG和(N-1)LG的2D模的叠加。(2)在激光斑所覆盖区域的多层石墨烯边界附近，相应层数石墨烯的2D模强度与其面积成正比，而相应的D模强度则与在临界距离内的对齐距离(如果hhc)以及边界长度有关。（3）对于BLG1E附近的2D模，随着h从亚微米尺度逐步减少到0时，来自SLG部分的强度从极大值逐步减小至0，而来自BLG部分的强度则保持不变。对于BLG1E附近的D模，随着h从亚微米尺度逐步减少到0时，来自SLG部分的强度先从0增加到极大值，一旦hhc时，该强度再逐渐减小到0，而来自BLG1E部分的强度先保持常数不变，一旦hhc时，再逐渐增加到该常数的2倍。（4）通过BLG边界处2D模的线型和强度，在双层石墨烯边界中成功地鉴别出h为48nm的情况；通过BLG边界处D模的线型和强度，甚至能鉴别出h小于3.5nm的情况。这些尺寸已经远超出了激光斑点的衍射极限，是一般表征手段无法达到的。该系列研究工作近期发表于Nanoscale 6, 7519-7525(2014)和Carbon 85, 221-224(2015)。　　这些重要发现为多层石墨烯边界的进一步系统研究奠定了基础，同时为其他二维材料的边界研究提供了参考。该工作得到了国家自然科学基金的支持。　　文章链接：1 2　　双层石墨烯(BLG)边界的对齐距离从亚微米逐步减少到0的拉曼光谱

针对各地环境空气质量评估考核过程中均未将沙尘天气过程期间数据剔除，环境保护部于2017年1月4日印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》（以下简称《规定》）。依据《规定》，全国地级及以上城市环境空气质量评估、考核和排名过程中剔除沙尘天气过程的影响。规定中提出“各地环保部门如遇沙尘天气过程，当天将沙尘天气过程影响时段、影响范围和其他佐证材料报送中国环境监测总站。这些数据也将作为评价、考核和排名的重要依据。”《规定》中的佐证材料包括卫星环境应用中心遥感监测结果、全国沙尘暴监测网监测数据以及气象部门发布的沙尘信息等。在沙尘天气的扣除条件和筛选方法上，中国环境监测总站工程师王帅说：“当沙尘天气过程中沙尘源区城市PM10小时浓度持续两个小时超600μg/m3，或持续1个小时超过1000μg/m3，可以剔除沙尘天气过程影响区域范围内源区城市及下游城市颗粒物监测数据。”近年来，地基遥感的主动探测手段，如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布，对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征，都可以进行有效监测。1、什么是大气颗粒物激光雷达呢？大气颗粒物激光雷达像“探针”一样，通过不断地向大气中发射激光束，扫描大气中的信息，通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息，类似医学上的“CT”技术，不同的是，激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。 2、激光雷达提供什么数据呢？① 消光系数：反映污染程度，消光系数值越高，代表球形粒子污染程度越严重。② 退偏振度：反映沙尘的不规则程度，沙尘的退偏振度约0.2-0.4。③ 颗粒物质量浓度空间分布：给出不同高度处PM10和PM2.5质量浓度。④ 能见度：给出垂直、水平能见度视程。⑤ 外源性污染物强度：外源传输的输送通量和局地污染的占比。3、如何从激光雷达结果上读取沙尘信息呢？我们来分析三个案例。案例分析一：L地经历的一次严重的沙尘过程（数据来源：L地站点）① 沙尘爆发前：雷达图像监测显示，9日白天污染程度较轻，近地面有一定的尘漂浮。② 沙尘爆发期：夜间22时，近地面的退偏振度突然增大，消光系数也有伴随增大的现象，L地区的粗颗粒程度明显增加，近地面的PM10由250μg/m3升至1500μg/m3，沙尘天气加剧。③ 沙尘消散：沙尘天气持续至10日夜间22时，沙团中的粗颗粒明显沉降，退偏振度和消光系数明显减弱，污染物浓度下降，特别是PM10浓度，回落到750μg/m3，经历11日的持续沉降和过境，沙尘天气的影响基本消除，PM10浓度回落到250μg/m3。 案例分析二：过境沙团和沉降沙团的过程监控（数据来源：W地站点）颗粒物激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据，是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。下图是激光雷达捕获到的一次多层沙团过境和与地面复合的结果。近地面的结果发现，PM浓度高值与沙团2沉降融合有密切关系。沙尘输入过程的激光雷达监测结果（W地）① 沙团1： 出现在6日16时，高度4.2km处，沉降过程中沙团的下沿距地面约2.1km，尚未进入大气边界层内，属于过境沙团，对近地面的影响较小。② 沙团2：出现在7日20时前后，高度5km处，沙团强度大，沉降速率大，沙团在8日7时沉降至大气边界层内，与近地面污染物复合，属于沉降沙团。③ 沙团3：在沙团2未沉降结束时，高空3km处发生第3次的污染团的输送。此沙团向地面迁移过程中，在1.2km处与地面污染物有明显分界，未发生融合，属过境沙团。④ 沙团4：出现在8日20时高空3.6~4.5km范围内出现第4次的沙团输入。此沙团下沿最低高度至3km，既未与第3次的沙团混合，也没有能进入边界层内与近地面的污染物混合，推测第3次和第4次输送的污染团与第1次的污染团类似，属于过境沙团，对近地面的影响较小。详细可参阅【伍德侠, 宫正宇, 潘本锋,等. 颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用[J]. 中国环境监测, 2015(5).】案例分析三：沙尘传输的激光雷达组网观测基于单站点的雷达可以实现对沙团的时间、高度和强度特征进行分析，基于多台雷达组成的雷达网络，可以对沙团的传输路径、时间相位以及沉降的特征进行监控，并及时预警。2016年3～5日中央气象台的沙尘落区预报如下图所示。为有效捕获此次沙尘污染传输，我司利用激光雷达组网平台，对布设在北京、无锡、上海、福州、武汉和郑州等地的大气颗粒物监测激光雷达数据进行快速解析，实时结果如下图所示，沙尘到达北京、郑州和武汉等地的时间、高度、强度和沙尘团轮廓的演化有很大的不同和较强的关联性。 中央气象台的沙尘落区预报激光雷达组网点位布设沙尘传输的激光雷达组网观测结果致谢：衷心感谢中国环境监测总站、河南省环境监测中心、上海市环境监测中心、福建省环境监测中心站、兰州市环境监测站、武汉市环境监测中心、福州市环境监测中心站、无锡新吴区环境监测站的大力支持。

针对各地环境空气质量评估考核过程中均未将沙尘天气过程期间数据剔除，环境保护部于2017年1月4日印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》（以下简称《规定》）。依据《规定》，全国地级及以上城市环境空气质量评估、考核和排名过程中剔除沙尘天气过程的影响。规定中提出“各地环保部门如遇沙尘天气过程，当天将沙尘天气过程影响时段、影响范围和其他佐证材料报送中国环境监测总站。这些数据也将作为评价、考核和排名的重要依据。”《规定》中的佐证材料包括卫星环境应用中心遥感监测结果、全国沙尘暴监测网监测数据以及气象部门发布的沙尘信息等。在沙尘天气的扣除条件和筛选方法上，中国环境监测总站工程师王帅说：　　“当沙尘天气过程中沙尘源区城市PM10小时浓度持续两个小时超过600μg/m3，或持续1个小时超过1000μg/m3，可以剔除沙尘天气过程影响区域范围内源区城市及下游城市颗粒物监测数据。近年来，地基遥感的主动探测手段，如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布，对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征，都可以进行有效监测。　　1、什么是大气颗粒物激光雷达呢？　　大气颗粒物激光雷达像“探针”一样，通过不断地向大气中发射激光束，扫描大气中的信息，通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息，类似医学上的“CT”技术，不同的是，激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。 双波长三通道雷达 扫描雷达　　2、激光雷达提供什么数据呢？　　消光系数：反映污染程度，消光系数值越高，代表球形粒子污染程度越严重。　　退偏振度：反映沙尘的不规则程度，沙尘的退偏振度约0.2-0.4。　　颗粒物质量浓度空间分布：给出不同高度处PM10和PM2.5质量浓度。　　能见度：给出垂直、水平能见度视程。　　外源性污染物强度：外源传输的输送通量和局地污染的占比。　　3、如何从激光雷达结果上读取沙尘信息呢？我们来分析两个案例。　　案例分析一：过境沙团和沉降沙团的过程监控（数据来源：中科光电无锡站点）　　颗粒物激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据，是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。下图是激光雷达捕获到的一次多层沙团过境和与地面复合的结果。近地面的结果发现，PM浓度高值与沙团2沉降融合有密切关系。 图 沙尘输入过程的激光雷达监测结果（无锡）　　沙团1： 出现在6日16时，高度4.2km处，沉降过程中沙团的下沿距地面约2.1km，尚未进入大气边界层内，属于过境沙团，对近地面的影响较小。　　沙团2：出现在7日20时前后，高度5km处，沙团强度大，沉降速率大，沙团在8日7时沉降至大气边界层内，与近地面污染物复合，属于沉降沙团。　　沙团3：在沙团2未沉降结束时，高空3km处发生第3次的污染团的输送。此沙团向地面迁移过程中，在1.2km处与地面污染物有明显分界，未发生融合，属过境沙团。　　沙团4：出现在8日20时高空3.6~4.5km范围内出现第4次的沙团输入。此沙团下沿最低高度至3km，既未与第3次的沙团混合，也没有能进入边界层内与近地面的污染物混合，推测第3次和第4次输送的污染团与第1次的污染团类似，属于过境沙团，对近地面的影响较小。　　详细可参阅【伍德侠, 宫正宇, 潘本锋,等. 颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用[J]. 中国环境监测, 2015(5).】　　案例分析二：沙尘传输的激光雷达组网观测　　基于单站点的雷达可以实现对沙团的时间、高度和强度特征进行分析，基于多台雷达组成的雷达网络，可以对沙团的传输路径、时间相位以及沉降的特征进行监控，并及时预警。为有效捕获此次沙尘污染传输，中科光电利用激光雷达组网平台，对布设在北京、无锡、上海、福州、武汉和郑州等地的大气颗粒物监测激光雷达数据进行快速解析。 激光雷达组网点位布设 沙尘传输的激光雷达组网观测结果　　致谢：衷心感谢中国环境监测总站、河南省环境监测中心、上海市环境监测中心、福建省环境监测中心站、兰州市环境监测站、武汉市环境监测中心、福州市环境监测中心站、无锡新吴区环境监测站的大力支持。

p　　针对各地环境空气质量评估考核过程中均未将沙尘天气过程期间数据剔除，环境保护部日前印发《受沙尘天气过程影响城市空气质量评价补充规定》(以下简称《规定》)。/pp style="text-align: left " 　 依据《规定》，全国地级及以上城市环境空气质量评估、考核和排名过程中剔除沙尘天气过程的影响。规定中提出“各地环保部门如遇沙尘天气过程，当天将沙尘天气过程影响时段、影响范围和其他佐证材料报送中国环境监测总站。这些数据也将作为评价、考核和排名的重要依据。”《规定》中的佐证材料包括卫星环境应用中心遥感监测结果、全国沙尘暴监测网监测数据以及气象部门发布的沙尘信息等。在沙尘天气的扣除条件和筛选方法上，中国环境监测总站工程师王帅说：/pp　　“当沙尘天气过程中沙尘源区城市PM10小时浓度持续两个小时超过600μg/m3，或持续1个小时超过1000μg/m3，可以剔除沙尘天气过程影响区域范围内源区城市及下游城市颗粒物监测数据。近年来，地基遥感的主动探测手段，如激光雷达不仅能够有效判识雾霾的空间分布，对沙尘天气发生的过程、时间、沙团输入的高度、强度等特征，都可以进行有效监测。/pp　　1、什么是大气颗粒物激光雷达呢?/pp　　大气颗粒物激光雷达像“探针”一样，通过不断地向大气中发射激光束，扫描大气中的信息，通过与颗粒物和气态分子相互作用后产生散射光来获取不同高度处污染物的浓度分布信息，类似医学上的“CT”技术，不同的是，激光雷达获取的是污染物的空间垂直分布。/pp　　/pp style="text-align: center " img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/953cf944-43c8-42e1-ad34-819e5677432c.jpg"//pp /pp style="text-align: center "　　双波长三通道雷达/pp　　/pp /pp style="text-align: center "img title="4.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/b6cf185b-c349-4c2b-b908-4203dbbec112.jpg"//pp style="text-align: center "　　扫描雷达/pp　　2、激光雷达提供什么数据呢?/pp　　消光系数：反映污染程度，消光系数值越高，代表球形粒子污染程度越严重。/pp　　退偏振度：反映沙尘的不规则程度，沙尘的退偏振度约0.2-0.4。/pp　　颗粒物质量浓度空间分布：给出不同高度处PM10和PM2.5质量浓度。/pp　　能见度：给出垂直、水平能见度视程。/pp　　外源性污染物强度：外源传输的输送通量和局地污染的占比。/pp　　3、如何从激光雷达结果上读取沙尘信息呢?我们来分析两个案例。/pp　　案例分析一：过境沙团和沉降沙团的过程监控(数据来源：中科光电无锡站点)/pp　　颗粒物激光雷达在判识外源性沙尘的另一个重要依据，是其出现的高度与近地面的污染物分布无明显的重合。下图是激光雷达捕获到的一次多层沙团过境和与地面复合的结果。近地面的结果发现，PM浓度高值与沙团2沉降融合有密切关系。/pp　　/pp /pp style="text-align: center "img title="5.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/e0b052d0-3d4c-4288-a91d-bd4c5328d8ef.jpg"//pp style="text-align: center "　图 沙尘输入过程的激光雷达监测结果(无锡)/pp　/pp　　沙团1： 出现在6日16时，高度4.2km处，沉降过程中沙团的下沿距地面约2.1km，尚未进入大气边界层内，属于过境沙团，对近地面的影响较小。/pp 　沙团2：出现在7日20时前后，高度5km处，沙团强度大，沉降速率大，沙团在8日7时沉降至大气边界层内，与近地面污染物复合，属于沉降沙团。/pp　　沙团3：在沙团2未沉降结束时，高空3km处发生第3次的污染团的输送。此沙团向地面迁移过程中，在1.2km处与地面污染物有明显分界，未发生融合，属过境沙团。/pp　　沙团4：出现在8日20时高空3.6~4.5km范围内出现第4次的沙团输入。此沙团下沿最低高度至3km，既未与第3次的沙团混合，也没有能进入边界层内与近地面的污染物混合，推测第3次和第4次输送的污染团与第1次的污染团类似，属于过境沙团，对近地面的影响较小。/pp　　案例分析二：沙尘传输的激光雷达组网观测/pp　　基于单站点的雷达可以实现对沙团的时间、高度和强度特征进行分析，基于多台雷达组成的雷达网络，可以对沙团的传输路径、时间相位以及沉降的特征进行监控，并及时预警。为有效捕获此次沙尘污染传输，中科光电利用激光雷达组网平台，对布设在北京、无锡、上海、福州、武汉和郑州等地的大气颗粒物监测激光雷达数据进行快速解析。/pp　　/pp /pp /pp style="text-align: center "img title="6.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/e9c642df-e57a-4117-a882-b73c0172a5a3.jpg"//pp style="text-align: center "　　激光雷达组网点位布设/pp　　/pp /pp /pp style="text-align: center "img title="7.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/586db30b-7165-4155-97ba-40770f26e853.jpg"//pp style="text-align: center "　　沙尘传输的激光雷达组网观测结果/p

近年来，采用涡动相关(eddy-covariance，EC)方法测量温室气体通量的站点数量在迅速增加，但是要在科学目的、工程标准、安装运行成本和实用性之间做出平衡，寻找到最佳的解决方法，仍是一个具有挑战的工作。从观测结果准确性和精确度来说，选址、建塔等站点设计的环节是重中之重。1、位置选择站点选址的基本原则是，该站点能够尽量观测到全部的研究对象，这涉及到两个问题，一个是方向，一个是架设高度。首先是确定观测区域近几年的主风向，可以参考近几年的气象数据。由于中国大部分地区是季风气候，一般在春夏和秋冬会有两个主风向，这时候要考虑通量仪器的架设方向，实验观测的主要周期等。如果仪器架设方向可以随主风向的改变方便调整，或者实验周期是明确区分了春夏或者秋冬，那么在选址时可以选在观测对象的下风向，这样可以尽可能多的观测到目标对象；如果不能改变通量仪器的架设方向，且是长期定位观测，那尽量将观测地点选址在观测对象的中央位置，或者沿主风向的中点位置，这样可以尽可能的在不改变仪器方向和位置的前提下，观测到尽可能多的研究对象。确定架设高度要满足通量仪器的基本观测条件， 即满足湍流运动的充分交换。一般的架设高度是下垫面冠层高度的1.5到2倍（具体确定观测高度的经验法则见图 1）；在相对平坦和均匀的下垫面条件下，观测距离大约是观测有效高度的100倍（风浪区原理），具体范围需要根据footprint源区计算，随着湍流运动强度和下垫面情况会有所改变。图 1 确定观测高度的经验法则通量源区代表性分析(Footprint分析)是检验一个通量站质量的重要手段，可以用来进行实验方案的设计指导，观测数据的质量控制，以及通过特定传感器的源区分布和来自感兴趣下垫面(植被)的通量贡献，从而对观测结果进行分析解释。图 2 Footprint分析2、下垫面的影响2.1植被类型涡动相关法测量温室气体通量要求仪器安装在常通量层内，而常通量层假设要求稳态大气、下垫面与仪器之间没有任何源或者汇、足够长的风浪区和水平均匀的下垫面等基本条件。在涡动相关传感器能监测到的“源区域”内植被类型均匀一致的情况下，其观测到的通量结果是比较有意义的，可以用来解释生态系统的温室气体收支情况。但当涡动相关传感器的“源区域”覆盖到不同植被类型时，情况就会变得复杂起来。一个极端的例子是：某站点周围具有两种不同的森林植被类型，每天周期性地，白天，风从一种植被类型吹向另一种；夜间，则正好相反。那么，该站点观测得到的通量资料的日平均值将毫无意义。这种极端的情况虽然极少出现，但许多站点都会有微妙的风向变化，在数据分析时需要做仔细考虑。此外，光、土壤湿度、土壤结构、叶面积以及物种种类组成的空间异质性会导致温室气体源／汇强度的水平梯度。而其植被类型的变化也会造成表面粗糙度的变化，当风通过不同粗糙度或者不同源/汇强度表面的区域时，就会产生非常明显的平流效应（Raupach & Finnigan, 1997 Baldocchi et al., 2000）。图 3 不同下垫面的地表粗糙度（参考 于贵瑞&孙晓敏，2006）地表植被类型的突然变化会导致气流的变化，如气流在从高大森林向低矮草地移动时，会在森林边缘形成回流区(如图 4所示)，导致近地面和上方气流方向不一致，其水平长度尺度(距离)等于冠层高度的2-5倍(Detto et al., 2008)。图 4森林边缘附近湍流结构的概念模型（参考Detto et al., 2008）2.2冠层高度通量足迹Footprint描述了EC系统能够观测到的“源区域”，提供了每个表面元素对测量的垂直通量的相对贡献。Footprint取决于观测高度、表面粗糙度和大气稳定度等。如图 5所示，通常来说，传感器的观测高度越高，就越能观测到更远、更广的区域（Horst & Weil, 1994），也便于捕捉植物冠层上方混合良好的边界层中的通量交换。但是观测高度也不是越高越好，在大气层结稳定的条件下（如夜间），过高的观测高度可能会使观测到的“源区域”超出感兴趣的研究区域。因此应该预先计算并确保来自感兴趣区域的通量贡献至少为90％（Gö ckede et al., 2004），在稳定条件下至少50％的时间以确保适当的数据覆盖不同的风向和不同的天气条件。图 5观测高度与通量足迹基于Munger（2012）等确定塔/测量高度（hm）的原则（如图 1），可能存在准确测量实际观测高度和冠层高度的困难，需要考虑后期调整高度的可能性。观测高度必须用三维超声风速计测量路径的中心来确定，其值取决于感兴趣的生态系统的冠层高度（hc），冠层高度值不需要特别准确：采用主要冠层的平均预期高度是合理的。对于冠层高度在生长季节中快速变化的农田、草地和种植园以及同样具有快速变化特性的冰雪下垫面，塔架设计必须考虑允许通过改变塔架高度（例如伸缩式塔架设计）或通过移动传感器来改变测量高度。随着时间的推移为了确保相同的通量观测源区，可以考虑改变测量高度，遵循的原则是测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值的±10%左右。但这种调整的频率不用特别频繁，最多在植被生长期或在积雪季节每隔一周进行。假设在植被生长期开始时的裸土，其测量高度为2 m，在冠层高度达到1.2 米前，不需要改变测量高度；在植被达到1.2米后（例如增加约0.5-0.8米）开始提高测量高度，然后保持测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值。改变表面高度（由于生长和积雪）以及改变测量高度必须准确记录，因为这必须在后期数据处理中考虑。2.3地形影响EC法测量通量假设了地形水平，这样可以保证地形的坐标系和传感器坐标系方向一致，避免平流、泄流效应的影响。图 6复杂地形对EC观测的影响在复杂的地形条件下，风吹过小山时会引起气流的辐合或辐散运动，产生平流效应（Kaimail & Finnigan, 1994）。存在有局地风场影响的站点，在夜间大气稳定，垂直湍流输送和大气混合作用较弱，CO2的水平和垂直平流效应的影响是很重要的（于贵瑞&孙晓敏，2006）。Mordukhovish & Tsvang（1966）的研究表明，斜坡地形能导致水平异质和通量的辐散。对于设在地势较高的观测塔，在夜间对流比较弱时，通常会因CO2沿斜坡泄流而造成大气传输的通量低估，最后导致生态系统净生产力的估算偏高；对于在地势较低沟谷中的观测塔，其问题更加复杂，如果外部的大气平流/泄流通过观测界面进入生态系统，会高估光合作用吸收CO2的能力；如果外部的大气平流/泄流不能通过观测界面，而是从观测界面下部直接进入生态系统，则会在生态系统中暂时储存，最终输出生态系统，造成对呼吸作用的高估。在大多数情况下，实际地形难以满足地形水平的假设，这就需要进行坐标旋转，以消除平流项的影响。当安装铁塔的斜坡坡度特别大时，可以考虑将原本应水平安装的超声风速计调整为与地面平行。3、塔及塔附属设施的影响3.1塔体本身塔本身对观测的影响可分为塔本身对风场的影响，以及塔的偏转、震荡对测量过程的影响两种。3.1.1 对风场的影响自然气流无论是经过几十米的观测塔，还是遇到几毫米的仪器翼梁或电缆，各种尺度的障碍物都会使流线发散，从而导致用于计算通量的流线分离，称为流体失真，流动失真以难以看见的方式影响测量，其影响只能在塔的设计建造阶段进行最小化。在塔的迎风侧（上游），风速受到影响会有所降低。受流动失真影响的逆风距离与障碍物大小的立方成比例，并随着距离的立方体而减小(Wyngaard, 1981, 1988)。在塔的背风侧（下游），风速也减弱，这种效果随着风速的增加而减小（湍流的更快速重构）并且受到障碍物的长度和宽度的影响。图 7 展示了在高塔的迎风侧观察到的风向上的偏转与加速， 图 8则展示了高塔顶部和底部方向迥异的风向。这是由于在背风侧下方产生的回流区造成的，障碍物(塔)尺寸越大，回流区就越容易发展得更大。在塔基通量观测中，森林生态系统的观测常需要10m以上的高塔作为基础，容易导致回流区的产生，回流也增加了向上流动的倾向，并加强了烟囱效应，这可能会显著影响风的测量和干扰混合比梯度。图 7 在塔的迎风侧观察到风向上偏转和加速(引自Sanuki and Tsuda, 1957)图 8 塔顶部的西风流（离地面10米）和离地面2米处的东风回流(引自Vaucher et al., 2004)在建造塔时，尽量选择塔身纤细、结构较少的铁塔，避免对风场的影响，也要注意控制林窗的大小，避免人为形成回流区域。此外，应该尽量减少树木和树枝的移除，因为它们对风的阻力作用可以减少这些回流区域的形成。选择纤细塔体的同时也要保证塔体足够坚固，以确保安全的维护通道和应对整个观测周期中的极端环境。当塔架底座和结构由于受到外界辐射而加热引起对流循环时，可以观察到烟囱效应。这增强了气流的垂直偏转，从而使更多的空气向上移动。烟囱效应取决于基础和塔的质量和热容量、塔的形状、对树冠的干扰程度（清理/切割塔构造的树木）和站点的净辐射量等。烟囱效应是不可避免的，应尽量减少混凝土基础和塔架结构，塔的的横截面也尽量不超过2 x 3 m (Munger et al., 2012)。塔体结构对经过气流的扭曲变形和烟囱效应应该通过专业的方式或通过建模方法（Griessbaum & Schmidt，2009）进行调查（Serafimovich et al., 2011）。3.1.2 对测量过程的影响塔体本身随风速的运动会导致测量中的系统不确定性；塔的移动应限制在0.02 m s-1（即测量风速的精度），并且不应具有在1到20 Hz之间与风向共同变化的力矩（谐波效应）；快速响应加速度设备可用于量化塔运动，逐点校正还需要快速响应测斜仪测量以确定旋转速率以及加速度；由于在塔上工作的人员而导致的塔架运动不会随着风或标量交换而变化，但可能会扰乱风场。3.2塔上横臂在1976年的国际湍流对比实验中，一些报告显示直径0.05 m的水平支撑结构造成的平均上升风速为0.1 m/s (Dyer, 1981)，它大到足以使涡动相关测量无效。因此，风速计安装臂的尺寸也要尽量小，只需要提供一个安全稳定的测量平台就可以了。王国华等利用成熟的计算流体软件，对布置多个支撑观测仪器的支架所导致的大气边界层风场失真进行定量仿真。他们发现，当支架间距小于6倍的支架直径D或来流风向角小于30°时支架附近流场受到明显的相互干扰。通过对不同来流风向及支架间距离模拟结果的对比分析，认为使用多支架进行多点联合观测时，支架应沿垂直于观测地点常年来流主风向的展向布置。为避免不同支架相互干扰，支架间的最小距离L应大于9倍的支架截面直径。此外，横臂本身需要足够稳定以支撑仪表，可以通过增加侧臂和拉索的方式，以避免横臂的扭矩和振荡。3.3塔下建筑物3.1.1一节讨论了塔体本身对风速和风向造成扭曲从而影响风场的作用，塔下其他障碍物（如设备房间、供电小屋等）也存在这种作用，如图 9 所示。图 9 从障碍物侧面看的迎风流畸变和背风侧流畸变的概念图（引自Davies and Miller, 1982）回流效应在高大的森林冠层中最为明显，但较矮的草地和作物冠层也必须考虑，特别是在附近存放其他设备的房屋的情况下。因此，应尽可能地减少这种流动变形源，在不可减少的情况下，障碍物应远离观测塔，避免对风场的影响。参考文献1. 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近日，由复旦大学环境科学与工程系王琳教授牵头申请的国家重大科研仪器研制项目（自由申请）——“大气团簇高分辨率粒径-化学组分在线分析系统”，获得国家自然科学基金委立项。该研发项目合作单位包括南京信息工程大学和中国科学院化学研究所。大气团簇高分辨率粒径-化学组分在线分析系统模拟图 分子团簇是大气化学研究领域最具挑战性的课题之一，由于分子团簇极易扩散损失、稳定性差、化学结构复杂，且受到Kelvin效应的影响，分子团簇的测量是相关研究的关键技术瓶颈。该项目聚焦分子团簇原位协同测量的关键技术难点，在设计原理上融合了边界层理论、质谱方法、纳米颗粒物测量等多学科知识。王琳教授团队长期致力于大气化学中颗粒物形成机制的研究，在国际上首次证实了我国典型城市大气中“硫酸-二甲胺-水”三元成核形成大气细颗粒物的化学机制，在Science、Nature Geoscience、GRL、EST、ACP等刊物发表高水平研究成果。王琳老师课题组发表在《Science》上的文章 本项目是在前序高水平研究成果基础上，对关键研究技术手段发出新的挑战，有望填补目前高精度团簇协同测量的技术空白，为进一步开展“团簇颗粒物特性研究”、“大气新粒子生成研究”和“燃烧化学研究”等提供基础技术手段。在《sicence》上发表文章的王琳老师课题组成员合影国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，鼓励和培育具有原创性思想的探索性科研仪器研制，为科学研究提供更新颖的手段和工具，以全面提升我国的原始创新能力。本项目为复旦大学环境科学与工程系历史上第三个获批的同类仪器研发项目，另外两个项目分别为“大气颗粒物关键化学组分与生物毒性在线分析联用系统”和“基于电喷雾解吸电离技术的在线大气有机气溶胶超高质量分辨质谱仪”。　　个人简介王 琳 复旦大学教授/博导2006 美国加州大学河滨分校 博士学位　　2011 入选中组部海外高层次人才引进计划青年项目　　2012 获基金委优秀青年科学基金资助　　2019 获基金委杰出青年科学基金资助　　2021 入选英国皇家化学会会士　　主要从事大气化学研究，曾研制热脱附-离子漂移-化学电离质谱、串联纳米颗粒物反应-粒度分布仪，并应用于大气新粒子生成机制、大气痕量气体氧化机制等基础科学问题研究　　以第一/通讯作者身份在Science, Nature Geosci., Environ. Sci. Technol.等高水平期刊发表论文50余篇；主持基金委重点、杰青、优青、国际合作和国家重点研发计划项目　　英国皇家化学会Environ. Sci. Atmos.副编辑；Environ. Sci. Technol. Lett.，环境化学，大气与环境光学学报，Atmospheric and Oceanic Science Letters，化学进展编委；高登会议(Gordon Research Conference)大会报告人

2015年12月9-11日，由中国环境科学学会大气环境分会主办，中山大学承办的第21届中国大气环境科学与技术大会在广州成功举行。会议针对大气环境化学与大气污染控制技术、大气边界层物理卫星遥感与仪器观测、大气环境管理与空气质量模拟预报预警、排放清单与大气污染物源解析等主题展开了交流与讨论。大会开幕式由中国环境科学学会大气环境分会理事长柴发合研究员主持，会议邀请了中国工程院院士王文兴、中国环境科学学会理事长王玉庆、中国气象局科技与气候变化司罗云峰等就国内外关注的环境前沿领域热点问题做学术报告。无锡中科光电技术有限公司技术有限公司亦受邀参加此次大会，并做学术演讲。会议现场公司新产品高能3D扫描大气颗粒物监测激光雷达技术引专家学者广泛关注。该系列雷达采用波长532nm线偏振激光对大气颗粒物进行遥感探测，通过3D扫描连续在线监测大气气溶胶的空间立体分布信息。垂直扫描探测，可反演距地面10km以内气溶胶颗粒物的空间分布信息以及时空演变特征；污染物分布扫描，可实现对工业园区、居民生活区、厂区等敏感地带污染物定量评估；走航监测扫描，可对区域上空污染团的输入、过境、沉降过程以及演变过程进行监控。

p style="line-height: 1.5em " 为第一时间发现问题，精准解决问题，生态环境部启动了“千里眼计划”，对京津冀及周边地区“2+26”城市全行政区域按照3千米× 3千米划分网格，利用卫星遥感技术，筛选出PM2.5年均浓度较高的3600个网格作为热点网格，进行重点监管。生态环境部环境监察局副局长赵群英8月27日表示，特别是在“散乱污”企业聚集地区，“千里眼计划”能突出监管重点，提升执法水平。/pp style="line-height: 1.5em "　　据悉，环境部将逐步扩大“千里眼计划”实施范围。2018年10月前实施范围为“2+26”城市 10月起增加汾渭平原11城市 2019年2月起增加长三角地区41城市，从而实现对重点区域的热点网格监管全覆盖。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong将大部分PM2.5排放精准锁定、集中解决/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　河北沧州市是热点网格监管的试点城市，2017年以来，共设置126个热点网格，全面排查出热点网格内涉气污染源企业6325家、锅炉4143台，发现各类环境问题7760个。由网格长针对问题组织制定整改方案，网格监督员日常巡查，督促落实。试点后，沧州市PM2.5平均浓度显著下降。/pp style="line-height: 1.5em "　　赵群英说，前期工作结果表明，热点网格可将大部分PM2.5排放锁定在较小区域内，为集中力量解决突出环境问题提供了科学、有效的方法和途径，具备在重点区域推广应用价值。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong剔除气象等因素影响，排放较重的为热点网格/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　那么，热点网格是怎么筛选出来的?环境部表示，“2+26”城市全行政区域按照3千米× 3千米划分网格，共计36793个。利用卫星遥感技术，结合气象数据、空气质量监测数据，计算出每个网格上一年度的PM2.5平均浓度，剔除气象传输、降水过程、地形阻挡、边界层高度等因素影响，得到其在静稳天气条件下的排放水平，从中筛选出PM2.5浓度较高、排放较重的3600个网格作为热点网格。/pp style="line-height: 1.5em "　　不过，重点城市的热点网格数量有所不同，多数城市的热点网格数量为100多个，阳泉、鹤壁等城市热点网格数量均不到80个，石家庄、天津等城市均超过了200个。“每个城市的热点网格面积一般占城市总面积的10%左右，这就为当地政府和相关部门划出了重点监管区域，便于其集中力量解决突出问题，取得事半功倍的效果。”赵群英说。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong将建立预警网格信息公开和督办制度/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　赵群英说，环境部还将建立预警网格信息公开和督办制度。即每月将各城市PM2.5月均浓度最高、同比去年PM2.5浓度改善情况最差、环比上月改善情况最差的三类热点网格作为预警网格向社会公开，并督促各地加大监管力度等。同时，环境部每年将对热点网格名单进行评估和调整，退出PM2.5改善显著的网格，增加PM2.5污染相对较重的网格等。/pp style="line-height: 1.5em "　　环境部将对1年内连续3次被预警或累计6次被预警的热点网格，采取公开通报、派驻工作组和公开约谈当地政府负责人等措施，督促地方改善环境。/pp style="line-height: 1.5em "　　在热点网格日常监管和执法检查中，环境部还将研究通过布设地面监测微站，利用车载式或便携式的移动式监测设备等技术手段，探索构建“热点网格+地面监测微站+移动式监测设备”工作模式，不断细化执法监管区域，从3千米× 3千米到500米× 500米，精密监控PM2.5等污染物质的浓度变化以及异常时段，进一步提升执法检查的针对性和精准性，提高大气污染监管水平。/ppbr//p

本篇论文解读由方雪坤研究团队的杜千娜同学撰写。杜千娜同学：浙江大学环境与资源学院2022级硕士研究生，主要研究方向温室气体HFCs排放反演与清单。第一作者：Fernando Iglesias-Suarez通讯作者：Alfonso Saiz-Lopez通讯单位：1Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, CSIC, Madrid, Spain. 文章链接：https://doi.org/10.1038/s41558-019-0675-6论文发表时间：2020年1月研究亮点1.全球综合的、由卤素驱动的对流层O3柱损失在整个21世纪是恒定的(~13%)。2.卤素造成的对流层臭氧损失在目前和本世纪末都显示出明显的半球不对称性。3.预计卤素介导的臭氧损失最大(高达70%)发生在北半球污染地区(美国东部、欧洲和东亚)的地表附近。（注：以上为这位同学的论文解读，非论文原作者意思）研究不足（或未来研究）1.未来经济发展情况预测仍然有多种，目前对未来臭氧损失的估计仍旧依赖于未来经济预测，可能与事实有所偏离。2.未来天然卤素通量和分布的变化将由气候敏感性、未来人为排放和大气化学等因素综合决定。3.未来研究仍需对卤素化学加深了解。（注：以上为这位同学的论文解读，非论文原作者意思）全文概要反应性大气卤素破坏对流层臭氧(O3)。天然卤素的主要来源是海洋浮游植物和藻类的排放，以及海洋和对流层化学的非生物来源，但其通量在气候变暖下将如何变化，以及由此对O3产生的影响目前尚不清楚。本研究使用一个地球系统模型（共同体地球系统模型(CESM)）估计发现在当今气候中，天然卤素消耗了大约13%的对流层O3。尽管21世纪天然卤素的含量有所增加，但由于对流层O3损失的半球、区域和垂直异质性的补偿，这一比例保持稳定。这种卤素驱动的O3缓冲预计在污染和人口稠密的地区最大，对空气质量有重要影响。背景介绍对流层臭氧(O3)丰度受原位光化学、平流层内流和地表干沉积之间的平衡控制。O3的光化学破坏发生在整个对流层，主要是通过其光解和随后与水蒸气的反应以及与自由基的反应直接损失。对流层O3也会通过催化循环与活性卤素(Cl, Br, I)发生反应而被破坏，只有将对流层卤素化学考虑在内才能更准确地了解其变化。目前，卤素被估计将使全球对流层臭氧减少约10-20%，对地表臭氧有很大影响。生物源性短寿命卤代烃(VSL)，包括CHBr3、CH2Br2、CH3I和CH2ICl，是通过海洋生物如浮游植物、微藻和大型藻类的代谢自然排放出来的。这些卤素化合物的寿命不到6个月，是对流层中活性氯、溴和碘的重要来源。此外由于O3沉积到海洋中，随后海水碘化物氧化为次碘酸(HOI)和分子碘(I2)，并释放到大气中，海洋也是无机碘的非生物来源。在对流层中，活性溴和氯实际上是由VSL卤化碳的光氧化产生的。气候变化和社会经济发展已经改变了VSL卤化碳的自然通量(1979-2013增加约7%)和无机碘(1950-2010增加两倍)，并可能在21世纪持续。然而，天然卤素变化将如何影响臭氧和对流层化学以及气候仍然未知。结果讨论21世纪的天然卤素排放：在考虑的每种情况下，与目前相比VSL卤代烃排放量在21世纪末都要更大；全球海洋无机碘排放量在RCP 8.5之后增加了约20%，而在RCP 6.0和RCP 2.6期间分别减少了约10%和20%；到2100年，活性卤素浓度将增加约4-10%，在RCP 6.0下，溴驱动了这些变化，但由于碘碳(增加)和无机碘(减少)通量之间的相互作用，碘没有出现显著变化，溴和碘对RCP 8.5反应性卤素负荷变化的贡献相同。在RCP 2.6情景下，活性卤素浓度降低(~5%)。2000-2100年全球天然卤素的年度变化。a)短寿命卤代烃通量，b)无机碘排放，c)对流层天然反应性卤素浓度天然卤素对21世纪对流层臭氧的影响：图2显示了2000-2100年间全球对流层臭氧柱浓度的变化，上面和中间的图分别显示了对流层臭氧柱的绝对变化及其与活性卤素相关的损失。与目前相比，到本世纪中叶，卤素驱动的对流层O3柱损失增加，与RCP 6.0和RCP 8.5期间VSL卤碳排放量不断增加相一致。到2100年，在RCP 8.5条件下，活性卤素对对流层O3的影响保持相对不变，而在RCP 6.0条件下，预计会有较小的消耗。无论排放情景如何(下面的图)，预计全球卤素驱动的对流层O3柱损失在整个世纪几乎保持不变(~12.8±0.8%)。2000-2100年全球年度对流层臭氧柱时间序列与卤素化学有关的纬向平均对流层O3损失如图3a、b所示。O3质量的纬向平均损失约为~0.3DU(全球综合为3.9DU)，其中溴和碘分别贡献了约16%和80%。卤素介导的臭氧损失显示出明显的半球不对称性(目前在南半球更大)。在南半球温带地区，通过非均相激活进一步增强了平流层O3的消耗。O3相对损失呈现显著梯度，从对流层上层到下层，从北向南增加。RCP 6.0和RCP 8.5由天然卤素驱动的纬向平均对流层O3损失趋势如图3c,d所示。其模式是不均匀的，具有明显的半球和垂直梯度，尽管两种排放情景一致(仅强度不同)。反应性卤素造成的纬向平均对流层O3损失在本世纪，由反应性卤素驱动的臭氧相对损失在对流层中高层减弱(在250hPa时为10-20% 图4a)，这一特征在本世纪上半叶和下半叶的南半球高纬度地区被放大。此外，在300至850 hPa之间的热带自由对流层，到本世纪末，卤素造成的未来臭氧损失将减少，这表明该地区臭氧的命运将主要由其他驱动因素控制，包括光解作用以及与水蒸气和羟基自由基的反应(图3c、d和4b)。此外，臭氧损失呈现明显的半球不对称，与“更清洁”的南半球相比，污染更严重的北半球臭氧损失趋势更大。与目前相比，未来卤素介导的O3损失预计将增加10-35%(图4)，其中边界层内损失最大。从现在(1990-2009年)到本世纪末(2080-2099年)，由活性卤素引起的部分O3柱损失的垂直分辨变化图5显示了从现在到21世纪末近地表臭氧损失变化。在全球范围内，在RCP 6.0情景下，天然卤素引起的2000 - 2100年近地表O3损失变化(15.0±1.1%)大于RCP 8.5情景(3.1±0.7%)，但两者共同显示了臭氧损失的增加主要局限于温带地区，在中纬度地区(30°-60°N和30°-60°S)达到峰值(图5b、d)。现在(1990-2009年)到本世纪末(2080-2099年)卤素驱动的近地表臭氧损失变化预计到本世纪末，最大的臭氧损失将发生在受污染的大陆地区，而不是在遥远的海洋环境中，并具有明显的半球不对称性。特别是，在美国东部、欧洲和东亚地区，预计卤素驱动的O3损失大，分别为71.5±12.9%、30.8±4.2%和6.9±10.1%，RCP 6.0和RCP 8.5分别为48.2±12.6%、18.3±3.2%和23.2±10.9%。2000-2100年卤素驱动的近地表O3损失时间序列ReferenceIglesias-Suarez, F. et al. Natural halogens buffer tropospheric ozone in a changing climate. Nature Climate Change 10, 147-154 (2020).

p　　伴随着一声“开始降落”的指令，在河北望都县农村环境研究站，新研制的无人机大气立体监测装备完成污染物监测和数据传输任务之后稳稳落地。/pp　　12月中旬，中国科学院生态环境研究中心痕量气体大气化学研究组协同多家单位成功开展了无人机大气立体监测系统实验。据项目负责人张成龙介绍，这一监测系统首次将低功耗大流量颗粒物采样技术、多通道真空气体采样技术与无人机技术结合，契合了当前大气污染科学迫切需要全方位精细化监测的需求。/ppstrong　　填补大气环境监测和研究盲区/strong/pp　　在对流层大气中，大气污染物多从近地面垂直向上或水平扩散，作为大气化学反应重要驱动力的太阳辐射则自上而下传输。因此，张成龙认为，大气环境化学研究不能只关注近地面污染，还要关注一定高度范围(特别是边界层)内的大气层结构和成分变化，否则很难全面揭示对流层实际的大气化学反应过程。/pp　　此前已有多种大气环境垂直监测方法得到应用，如大气边界层塔、有人飞机、气球及气艇等。但边界层塔位置固定，高度通常在300米以下，且多建于城市地区 有人飞机只能在数百米及以上的高度飞行 气球或气艇抗风能力和移动性差，需要填充大量氦气，单次运行成本高。这些方法已经无法满足新时期大气污染研究的需求。/pp　　“无人机的机动性和灵活性可以有效弥补上述缺陷，让原来不容易接近的地方变得容易到达，使大气监测真正做到动态性和立体性。”张成龙说，“农村地区不同于城市地区，它的下垫面多为农田和低矮村庄，大气污染物处于较低大气层，正好是无人机适合飞行和采集样本的高度。”/pp　　无人机大气立体监测系统为农村大气面源污染的深入研究提供重要工具，也为区域大气氧化性、大气光化学过程及二次颗粒物形成等深入 研究提供基础数据。/ppstrong　　精准化大气研究工具/strong/pp　　记者了解到，在中科院无人机大气监测系统实验成功之前，市场上已经有少数无人机产品应用于环境监测领域并和政府环境执法活动展开合作。对此，为本次无人机大气监测系统提供无人机设备的华翼天基科技有限公司相关负责人表示：“市场上的无人机设备不仅用于环保，也用于电力、消防等，并不专业，只是搭载几种空气传感器，远远不能解决大气多样化和精准化的监测需求。”/pp　　为此，张成龙带领团队为提升系统精准化做出了一系列努力。/pp　　在传感器选择阶段，研发团队找到曾对传感器精度做了长期比对工作的南京信息工程大学教授庞小兵进行取经。庞小兵告诉《中国科学报》记者，大气传感器会受到大气温度、湿度、其他共存成分以及电信号噪音的干扰，因此要通过多种技术手段降低上述因素对传感器精度的影响。/pp　　最终，他们确定了具有较强抗干扰能力、能在实际大气气体中提取精确信息的低功耗大流量颗粒物采样器、多通道真空气体采样器以及传感器。传感器可一次性记录和传输10种参数，包括颗粒物、PM2.5和PM10等常规污染物参数。除此之外，采样设备随无人机升空之前，要经过地面标准台站的数据校准 无人机升空之后，还要保证提前计算设计好的采样器体积、续航能力等均满足远程控制、GPS三维定点悬停以及收集足够分量大气样品的要求。/pp　　该立体监测系统攻克了低功耗大流量颗粒物采样以及多通道真空气体采样等关键技术，实现大气颗粒态、气态以及液态等样品的立体化定点采样，为大气污染全方位立体化的精确诊断提供重要的技术支持。/ppstrong　　从无到有的科研“创业”/strong/pp　　在张成龙看来，这次无人机大气监测系统的实验成功是一次从无到有的科研“创业”。没有充足的资金来源，参与研制并提供传感器、采样器、无人机的企业也没有向他索取任何费用，但他们却向着一个共同的目标努力。/pp　　这支由交叉学科领域的人员临时搭建的“梦之队”，不断突破技术难点，根据大气采集监测系统需要满足的科研要求对产品进行完善。华翼天基相关负责人表示:“为了提升监测系统在高空收集样品时的抗风能力和稳定性，我们专门为无人机设计了气动外形结构。”/pp　　谈到无人机大气监测系统的应用前景，张成龙则认为“一千个人有一千个想法”。目前也有一些科研单位出于兴趣联系他们。在立体化精准化大气化学研究工具的应用前景之外，他大胆设想，未来在火灾、垃圾焚烧、环境污染执法等应急监测领域，无人机可以到达人们无法接近的地方发挥更大的作用，希望不同行业的人看到这个系统都能对其应用萌生不同的想法。/pp/p

p　　2018年12月15日凌晨2点，上海市环境监测中心和中国电子科技集团第三十八研究所以及中国科学院大气物理研究所相关技术人员冒着零下8℃严寒，连续16小时作业一次性完成囊体充气和挂架合拢。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/78ecd249-9ec4-4fe3-a9f7-8bb18b1bf7f9.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "搭载气溶胶和气象在线监测仪器的/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　系留气球平台航拍图/span/pp　　中午12：00，第一根1000米大气污染物化学组分和气象参数垂直探空曲线出现在计算机屏幕上，标志着以大载荷系留气球垂直观测平台为核心的大边界层污染加强观测实验在河北省望都县全面启动。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/34942733-1811-4eff-99d9-c48b14d31c74.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: center "　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　2018年12月15日600米、800米/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　存在污染物高空传输/span/pp　　本次大型联合实验为国家重点研发计划项目《陆地边界层大气污染垂直探测技术》的重点观测任务。该项目由中国科学院大气物理研究所胡非教授主持，参加单位有中国环境监测总站、上海市环境监测中心、深圳市环境监测中心、北京大学、中山大学、中国科学院合肥物质科学研究院、中国气象局北京城市气象研究所、南京大学和南京信息工程大学等九家单位。/pp　　本次投入实验的大型系留气球长32米，体积为1900立方米，有效载荷220公斤，升空高度可达1200米，是目前国内唯一的一个民用大载荷大气污染观测平台，艇上载有常规“六要素”二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、总挥发性有机物，以及气溶胶质谱、粒径谱、黑炭和颗粒物计数等气溶胶化学组分实时观测仪器，同时还搭载有风速、风向，温度、湿度、气压、三维湍流脉动风速脉动温度等气象要素观测仪器。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/e5ea6ca2-52fb-4292-8f96-3f259f7254e8.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp　　2018年12月15日气溶胶化学组分垂直分布图，仪器：ACSM，表明近地面燃煤和生物质气溶胶排放的有机颗粒物和硫酸盐、黑炭贡献显著，硝酸盐则高空传输和地面累积同步存在。/pp　　自2012年以来，在上海市环境监测中心的带领下，由华东理工大学、南京大学、中国电子科技集团第38所和上海民防办等五家单位组成的科研团队联合科技攻关，历经坎坷，最终将2010年上海世博会科技创新成果——安防气球系统改造为适用于大气环境科学研究的垂直观测平台，成为了一个悬置在边界层空域中的高空大气“超级站”。该系统于2013年、2015年、2016年5月、2017年和2018年在上海先后完成了3次冬季气溶胶污染和2次夏季臭氧污染垂直观测试验研究。团队连续攻克了高空与地面不间断供电、数据实时传输、高稳定度在线大气观测挂架设计、大气污染物和气象多维度数据同步集成、倒挂式颗粒物采样气路设计等多重技术难关，逐步探索和形成了一套以数值模型预报为指导、地基观测设备实时配套的近低空大气垂直科学观测方案，成功实现了在边界层高度的大气污染物的定点定时观测，弥补了在大气边界层高度长时间连续稳定观测的空白，为我国区域复合型大气污染成因和传输影响研究提供了一个全新的高空观测技术手段。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/beaa86ea-1fa0-4c38-8aba-6abc20d6f5bc.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "2018年12月19日张远航院士一行赴/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　系留气球观测现场指导观测实验/span/pp　　本次在京津冀地区开展的规模较大的多平台、多要素大气边界层综合观测试验，是上海市环境监测中心首次将该系统成功移植到京津冀地区，将获得冬季重污染期间点面结合、三维立体的大气污染垂直分布信息。系留气球垂直观测平台所获得的宝贵的第一手高空边界层内的污染物和气象参数的原位观测资料，将为不同大气污染探测设备的对比校验、数据质量控制、数据融合和归一化、标准化研究，以及大气污染模式的发展提供帮助。该实验和科学装备引发了大气科学研究界的高度关注，12月19日，张远航院士、柴发合教授等一行专家专程赶赴望都实验现场指导，听取课题负责人霍俊涛工程师关于气球垂直观测系统的详细介绍，并充分肯定了该科学观测系统对我国大气科学研究的重大意义。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/47627da1-cdd9-4dbc-934a-3a9c1ef71aa5.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "2018年12月19日气球观测课题负责人/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　上海市环境监测中心霍俊涛工程师/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　向张远航院士一行介绍气球垂直/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　观测系统/span/pp　　“仓庚于飞，熠耀其羽”，大载荷系留气球大气和气象垂直观测平台的成功研发和稳定运行，为大气预测预报、污染预警和雾霾治理提供了一把新的解密钥匙，是我国大气环境科学研究大装备的又一重要标志性成果。上海市环境监测中心的技术人员们，不畏艰辛，攻坚克难，为保障祖国的绿水蓝天、建设生态家园贡献自己的力量!/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/df473542-22bc-4ac7-91d1-cd24bd365562.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "2018年12月15日凌晨(零下8摄氏度)/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　上海市环境监测中心技术人员在/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　现场调试仪器/span/p

X 产品简介高光谱气溶胶激光雷达(HSR10K)由旗云中天、浙江大学和南京信息工程大学团队针对气象和环保领域联合研发，探测技术可获得远优于市场上米散射激光雷达和微脉冲激光雷达的探测范围与精度，是多波长技术与极窄带光谱鉴频技术在商业气溶胶激光雷达方面应用的先行者。激光雷达主要由四部分组成，分别为发射系统、接收系统、数据处理系统以及控制系统。发射系统包括激光光源和锁频模块；接收系统包括主、辅望远镜与接收光路；数据处理系统包括数据储存、反演、分析以及显示模块；控制系统包括电源管理模块与远程监控模块。 图1 高光谱激光雷达可更准确识别气溶胶类型和定位气溶胶分布（左图）。X 产品主要功能可输出产品包括：原始信号、距离校正信号、消光系数、后向散射系数、激光雷达比、边界层高度、退偏比、AOD、云高云厚、水平/垂直能见度、气溶胶分类、云分类等。? 探测大气气溶胶(颗粒物、飘尘)垂直分布及时空演变；? 探测云（云底、多层云）的垂直分布及时空演变；? 探测颗粒物粒子谱垂直分布及时空演变；? 探测大气边界层的高度、垂直结构与时空演变；? 探测气溶胶水平分布及时空演变，实现大气能见度测量；? 实现雾/霾的识别及探测其时空演变；? 实现气溶胶类型识别(城市、沙尘、烟尘、海盐等)及污染快速溯源；? 实现云(卷云、积云等)的形态特征及相态识别。X 产品应用n 应用领域：环保、气象、航空、应急等应用和科研领域。X 主要技术指标激光器波长355nm、532nm、1064nm脉冲能量10mJ@355nm；20mJ@532nm；30mJ@1064nm重复频率10~30Hz发散角1.5mrad (扩束器前)；0.4mrad (扩束后)能量波动3%*稳频精度30MHz*锁频功能锁频电路控制激光频率，使其保持稳定*望远镜口径(双视场)主望远镜：280mm；副望远镜：50mm接收视场角0.25~3mrad (可自行调节)干涉滤光片0.5nm*探测通道偏振双通道@355nm偏振双通道&高光谱通道@532nm米散射通道@1064nm*采集方式模拟采集+光子计数*探测范围200m~10km时/空分辨率7.5m/15s数据产品原始信号、距离校正信号、消光系数、后向散射系数、激光雷达比、边界层高度、退偏比、AOD、云高云厚、水平/垂直能见度、气溶胶分类、云分类等。*工作温度/湿度-10℃~40℃/ 0~90%RH（其他情况可定制）通讯方式CAN总线供电/功率220V/2.6kW(最大功率)重量及尺寸~300kg，1.3m×1.0m×1.9m 创新点： 高光谱气溶胶激光雷达(HSR10K)由旗云中天和浙江大学团队针对气象和环保领域联合研发，探测技术可获得远优于市场上米散射激光雷达和微脉冲激光雷达的探测范围与精度，是多波长技术与极窄带光谱鉴频技术在商业气溶胶激光雷达方面应用的先行者。 旗云中天高光谱气溶胶激光雷达HSR10K

p　　12月中旬，中国科学院生态环境研究中心痕量气体大气化学研究组协同多家单位成功开展了无人机大气立体监测系统实验。这一监测系统填补了大气环境监测和研究盲区，提升了监测的精准程度，契合了当前大气污染科学迫切需要全方位精细化监测的需求。/pp　　伴随着一声“开始降落”的指令，在河北望都县农村环境研究站，新研制的无人机大气立体监测装备完成污染物监测和数据传输任务之后稳稳落地。/pp　　12月中旬，中国科学院生态环境研究中心痕量气体大气化学研究组协同多家单位成功开展了无人机大气立体监测系统实验。据项目负责人张成龙介绍，这一监测系统首次将低功耗大流量颗粒物采样技术、多通道真空气体采样技术与无人机技术结合，契合了当前大气污染科学迫切需要全方位精细化监测的需求。/pp　　填补大气环境监测和研究盲区/pp　　在对流层大气中，大气污染物多从近地面垂直向上或水平扩散，作为大气化学反应重要驱动力的太阳辐射则自上而下传输。因此，张成龙认为，大气环境化学研究不能只关注近地面污染，还要关注一定高度范围(特别是边界层)内的大气层结构和成分变化，否则很难全面揭示对流层实际的大气化学反应过程。/pp　　此前已有多种大气环境垂直监测方法得到应用，如大气边界层塔、有人飞机、气球及气艇等。但边界层塔位置固定，高度通常在300米以下，且多建于城市地区 有人飞机只能在数百米及以上的高度飞行 气球或气艇抗风能力和移动性差，需要填充大量氦气，单次运行成本高。这些方法已经无法满足新时期大气污染研究的需求。/pp　　“无人机的机动性和灵活性可以有效弥补上述缺陷，让原来不容易接近的地方变得容易到达，使大气监测真正做到动态性和立体性。”张成龙说，“农村地区不同于城市地区，它的下垫面多为农田和低矮村庄，大气污染物处于较低大气层，正好是无人机适合飞行和采集样本的高度。”/pp　　无人机大气立体监测系统为农村大气面源污染的深入研究提供重要工具，也为区域大气氧化性、大气光化学过程及二次颗粒物形成等深入研究提供基础数据。/pp　　精准化大气研究工具/pp　　记者了解到，在中科院无人机大气监测系统实验成功之前，市场上已经有少数无人机产品应用于环境监测领域并和政府环境执法活动展开合作。对此，为本次无人机大气监测系统提供无人机设备的华翼天基科技有限公司相关负责人表示：“市场上的无人机设备不仅用于环保，也用于电力、消防等，并不专业，只是搭载几种空气传感器，远远不能解决大气多样化和精准化的监测需求。”/pp　　为此，张成龙带领团队为提升系统精准化做出了一系列努力。/pp　　在传感器选择阶段，研发团队找到曾对传感器精度做了长期比对工作的南京信息工程大学教授庞小兵进行取经。庞小兵告诉《中国科学报》记者，大气传感器会受到大气温度、湿度、其他共存成分以及电信号噪音的干扰，因此要通过多种技术手段降低上述因素对传感器精度的影响。/pp　　最终，他们确定了具有较强抗干扰能力、能在实际大气气体中提取精确信息的低功耗大流量颗粒物采样器、多通道真空气体采样器以及传感器。传感器可一次性记录和传输10种参数，包括颗粒物、PM2.5和PM10等常规污染物参数。除此之外，采样设备随无人机升空之前，要经过地面标准台站的数据校准 无人机升空之后，还要保证提前计算设计好的采样器体积、续航能力等均满足远程控制、GPS三维定点悬停以及收集足够分量大气样品的要求。/pp　　该立体监测系统攻克了低功耗大流量颗粒物采样以及多通道真空气体采样等关键技术，实现大气颗粒态、气态以及液态等样品的立体化定点采样，为大气污染全方位立体化的精确诊断提供重要的技术支持。/pp　　从无到有的科研“创业”/pp　　在张成龙看来，这次无人机大气监测系统的实验成功是一次从无到有的科研“创业”。没有充足的资金来源，参与研制并提供传感器、采样器、无人机的企业也没有向他索取任何费用，但他们却向着一个共同的目标努力。/pp　　这支由交叉学科领域的人员临时搭建的“梦之队”，不断突破技术难点，根据大气采集监测系统需要满足的科研要求对产品进行完善。华翼天基相关负责人表示：“为了提升监测系统在高空收集样品时的抗风能力和稳定性，我们专门为无人机设计了气动外形结构。”/pp　　谈到无人机大气监测系统的应用前景，张成龙则认为“一千个人有一千个想法”。目前也有一些科研单位出于兴趣联系他们。在立体化精准化大气化学研究工具的应用前景之外，他大胆设想，未来在火灾、垃圾焚烧、环境污染执法等应急监测领域，无人机可以到达人们无法接近的地方发挥更大的作用，希望不同行业的人看到这个系统都能对其应用萌生不同的想法。/p

为便于供应商及时了解政府采购信息，根据《财政部关于开展政府采购意向公开工作的通知》（财库〔2020〕10号）等有关规定，现将湖南大学近期政府采购意向公开。本次仪器采购计划在11-12月完成，共计21项，标的均为仪器设备，总金额超过近1亿元，包括多光子显微成象系统、场发射投射电子显微镜、高分辨离子迁移谱质谱联用仪等。以下为采购详情：序号采购项目采购品目采购需求概况预算金额预计名称(万元)采购日期1多光子显微成像系统A02100699详见项目详情8002022年11月2高分辨离子迁移谱质谱联用仪A02100407详见项目详情8002022年11月3场发射透射电子显微镜A02100301详见项目详情8002022年11月4复杂加载力学性能测试仪器A02100801详见项目详情6002022年11月5超导量子干涉仪A02100699详见项目详情6002022年11月6台式同步辐射光谱仪A02100404详见项目详情6002022年11月7时间分辨光谱探测系统A02100404详见项目详情6002022年11月8电子探针显微分析仪A02100499详见项目详情5502022年11月9高低温原位材料疲劳测试仪A02100699详见项目详情5002022年11月10功率半导体器件分析仪A02100499详见项目详情5002022年11月11转盘结构光多模态超分辨系统A02100699详见项目详情4502022年11月12光谱流式细胞仪A02100499详见项目详情4502022年11月13高速流式分选仪器A02100499详见项目详情4502022年11月14激光显微共聚焦拉曼光谱仪A02100499详见项目详情4002022年11月15多模态多功能活体成像系统A02100699详见项目详情4002022年11月16激光共聚焦高内涵筛选平台A02100499详见项目详情3502022年11月17材料介观力学性能测试仪A02100801详见项目详情2002022年11月18电感耦合等离子体质谱仪A02100407详见项目详情2002022年11月19数控五轴高精度复杂型面测量仪A02100899详见项目详情2002022年11月20大型边界层风洞试验研究平台风洞攻角发生装置A02100699详见项目详情3002022年12月21大型边界层风洞试验研究平台蜂窝器A02100699详见项目详情1602022年12月近日，科学仪器行业迎来了前所未有的利好消息。2022年9月13日，国务院常务会议决定对部分领域设备更新改造贷款阶段性财政贴息和加大社会服务业信贷支持，政策面向高校、职业院校、医院、中小微企业等九大领域的设备购置和更新改造。贷款总体规模预估为1.7万亿元。 2022年9月28日，财政部、发改委、人民银行、审计署、银保监会五部门联合下发《关于加快部分领域设备更新改造贷款财政贴息工作的通知》（财金〔2022〕99号），对2022年12月31日前新增的10个领域设备更新改造贷款贴息2.5个百分点，期限2年，额度2000亿元以上。因此今年第四季度内更新改造设备的贷款主体实际贷款成本不高于0.7%（加上此前中央财政贴息2.5个百分点）。近期仪器信息网集中发布多个高校的仪器采购意向，多数预算上亿万元。据不完全统计，截至目前本网统计到的采购预算已经超过150亿元。

发展环境气象业务是国家和省委、省政府加强大气、水污染防治的迫切要求，江苏作为全国率先基本实现现代化试点省，也在率先建设完善环境气象服务体系上痛下功夫。省气象探测中心金坛实验站作为省环境气象业务建设的重点规划之一，已建成一套涵盖了颗粒物、常规气体、气溶胶、垂直高度上分层温度、液态水含量观测的环境气象综合观测站点。在诸多的环境气象影响因子中，云层、气溶胶和边界层属于非常重要但又变化快的因素。气溶胶通过吸收和散射太阳辐射以及地球的长波辐射影响大气系统的辐射手指，从而影响局地、区域的环境气象变化；云层直接影响大气辐射平衡，从而影响的气象变化；有效地确定边界层高度和准确的监测其变化过程，对空气污染的扩散、传输模式以及污染物预报模式都有十分重要的意义。利用激光雷达技术对云层、气溶胶和边界层的监测在探测高度、垂直跨度、时间和空间分辨率、测量精度等方面有全面的优势，是其他手段所无法比拟的。省气象探测中心金坛实验站所选用的大气颗粒物监测激光雷达由无锡中科光电技术有限公司提供，代表了国内气溶胶激光雷达产业化的最高水平。江苏省气象探测中心于2015年5月27—5月31，在金坛基地对激光雷达进行了现场验收试验。验收组由中国气象局气象探测中心正研级高工柴秀梅担任组长，组员包括江苏省气象探测中心副主任周红根、江苏省气象探测中心高工王凌震、中国科学院安徽光机机密研究所环境光学中心副主任以及无锡中科光电技术有限公司的专家组成。测试组对金坛基地激光雷达系统的性能参数、功能、产品生产和随机资料等进行了检查、测试，并对系统进行了48小时连续运行的考机检验和参数复测。根据测试结果，测试组一致同意激光雷达系统通过现场验收。 激光雷达验收会现场

SPEX MIXER/MILL 8000系列高能球磨仪可将坚硬或易碎样品粉碎至可分析细度，部分样品研磨精度可达纳米级别。采用独家专利的∞式三维立体运动模式研磨，360°立体无死角，非正反转方式，可以在最短的时间内向样品输送最高的机械能量，为目前世界上所有球磨仪中能量最高、速度最快的球磨机。SPEX以其在球磨机研发和生产超过60年的经验以及在球磨机创新领域所做出的突出贡献，成为美国球磨机行业标准的制定者。SPEX高能球磨仪可用于岩石、矿物、金属合金、陶瓷、催化剂、玻璃、沙子、水泥、炉渣、医药、植物和动物组织、谷物、种子、油漆和油墨、电子、RoHS样品等分析用样品研磨。 下文将介绍SPEX高能球磨仪用于分析纳米晶体材料中的颗粒尺寸效应。该应用源自: S. Indris, D. Bork, P. Heitjans, J. Mater. Synth. Process 8, 245 (2000),经汉诺威大学物理化学和电化学研究所P.Heitjans教授同意。原文献阅读请联系科尔帕默公司。✦ ++高能球磨法制备纳米晶氧化陶瓷SPEX 高能球磨仪分析纳米晶体材料中的颗粒尺寸效应需要一种可以调节颗粒尺寸的技术。在本研究中，使用球磨机(8000M Mixer/Mill, SPEX SamplePrep；配备有氧化铝和氧化锆小瓶)。球磨特别适合这项任务，因为它易于使用，并允许研磨相对大量的材料以及各种不同的材料。分析介质为：Li2O、LiNbO3、LiBO2、B2O3、TiO2和Li2O：B2O3混合物。通过研磨时间测定平均粒径，随后通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）进行分析。选择含锂材料是因为它们作为固体电解质的潜在用途。TiO2在用作光催化剂方面是令人感兴趣的。对于吸湿性材料，在氩气气氛中填充氧化铝研磨瓶并将其放入密封的不锈钢容器中。► 颗粒大小不同的氧化物表现出不同的研磨特性，但最小粒径约为在研磨8至10小时后获得20nm.通过XRD分析和TEM数据确定颗粒尺寸。差示扫描量热法（DSC）表明，纳米晶样品是亚稳态的，加热导致颗粒生长。在烧结过程中，当要生产固体致密陶瓷时，要考虑到这一点。其他研究小组先前的研究表明，两步烧结特别适合在第二步中使用较低的温度。通过两种方法分析，TiO2在研磨过程中发生了部分相变。当进行球磨时，包含另外杂质的金红石以较小粒径的纯金红石（不含杂质）形式获得。► 化学反应陶瓷组分的混合和随后的压制产生具有多个不同边界层的材料。这种不同界面的晶格可以通过改变颗粒尺寸来改变。在分析Li2O∶B2O3的50∶50混合物的过程中，检测到由于该化学-机械过程引起的化学变化。在短时间后，用XRD分析仅检测到原始化合物的谱线，而在4小时后出现新的谱线。新形成的产物是Li2B4O7。这表明反应的最终产物并不取决于混合物的组成，而是取决于边界层的条件。► 结论高能球磨特别适用于颗粒尺寸的减小以及后续化学和物理变化的研究。颗粒尺寸减小和随后生长的特征与所有分析的氧化物相似。开始时微晶材料没有发生化学反应，经过研磨后：一些材料表现出相变；另一些材料则表现出化学反应。更多推荐：SPEX8200高能行星式球磨机Spex 8200行星球磨机通过机械运动研磨样品，沿一个方向旋转震击器，而平台（太阳轮）沿相反方向旋转。机械磨具以2:1的比例进行，使容器相对于太阳轮的每一次旋转旋转两次。当容器移动时，相对离心力被传递到磨球上，使磨球以圆周运动的方式相互移动，并抵靠容器壁，从而研磨样品。

p　　关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(简称议定书)第30次缔约方大会于2018年11月5日至9日在厄瓜多尔基多召开，来自170个国家以及相关国际组织600余名代表与会。由生态环境部和外交部组成的中国政府代表团出席会议。/pp　　中国代表团团长在高级别会议上介绍了中国在生态文明建设和生态环境保护方面的成就，以及中国履行议定书工作进展，强调中国政府对涉及消耗臭氧层物质的违法行为始终采取“零容忍”态度，发现一起，打击一起。/pp　　会间，代表团分别会见了议定书秘书处负责人以及美国代表团团长，就共同关心的议题交换了意见。/pp　　议定书是国际社会公认最成功的多边环境条约。30多年来，在各缔约方的不懈努力下，臭氧层耗损得到有效遏制，并实现了巨大的环境和健康效益。中国累计淘汰消耗臭氧层物质约28万吨，占发展中国家淘汰总量的一半以上，为议定书的履行做出了重要贡献。/p

表面和界面的性质在材料制备、性能及应用等方面都起着重要作用，是材料科学领域研究的重要课题。2023年12月18-21日，由仪器信息网主办的第五届材料表征与分析检测技术网络会议将于线上召开，会议聚焦成分分析、微区结构与形貌分析、表面和界面分析、物相及热性能分析等内容，设置六个专场，旨在帮助广大科研工作者了解前沿表征与分析检测技术，解决材料表征与分析检测难题，开展表征与检测相关工作。其中，在表面和界面分析专场，北京师范大学教授级高工吴正龙、国家纳米科学中心研究员陈岚、暨南大学 实验中心主任/教授谢伟广、上海交通大学分析测试中心中级工程师张南南、岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师吴金齐等多位嘉宾将为大家带来精彩报告。部分报告内容预告如下（按报告时间排序）：北京师范大学教授级高工 吴正龙《X射线光电子能谱（XPS）定量分析》点击报名听会吴正龙，在北京师范大学分析测试中心长期从事电子能谱、荧光和拉曼光谱分析测试、教学及实验室管理工作。熟悉表面分析和光谱分析技术，积累了丰富实验测试经验。主要从事薄膜材料、稀土发光材料研究及石墨烯材料表征技术、表面增强拉曼光谱技术的研究，在国内外期刊发标多篇学术论文。现任全国表面化学析技术委员会副主任委员，主持和参与多项电子能谱分析方法标准。近年来，在多场国内电子能谱应用技术交流培训会上担任主讲人。报告摘要：X射线光电子能谱（XPS）作为最常用的表面分析技术，表面探测灵敏度高，可以检测表面化学态物种的表面平均含量、表面偏析；分析薄膜组成结构；评估表面覆盖、表面分散、表面损伤、表面吸附污染等。本报告在简要介绍XPS表面定量分析原理基础上，通过实际工作中的一些实例，探讨XPS定量结果解释，帮助大家正确理解XPS定量分析结果，更好地利用XPS技术分析表面。岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师 吴金齐《岛津XPS技术在材料表面分析中的应用》点击报名听会吴金齐，岛津分析中心应用工程师，博士毕业于中山大学物理化学专业，博士毕业后加入岛津公司，主要负责XPS的应用开发、技术支持、合作研究等工作，使用XPS技术开展不同行业材料表征相关研究，具有多年XPS仪器使用经验，熟悉XPS数据处理及解析，合作发表多篇SCI论文。报告摘要：介绍相关表面分析技术及XPS在材料表面分析中的应用。国家纳米科学中心研究员 陈岚《纳米气泡气液界面的检测》点击报名听会陈岚，爱尔兰国立科克大学理学博士，剑桥大学居里学者，2014年至今，先后任国家纳米科学中心副研究员、研究员及博士研究生（合作）导师；主要从事纳米界面微观检测及纳米界面光电化学性能调控方面的研究；ISO/TC281注册专家，全国微细气泡技术标准化技术委员会（SAC/TC584）委员，中国颗粒学会微纳气泡、气溶胶专委会委员，Frontiers in Materials及Catalysts客座编辑，科技部在库专家，北京市科委项目评审专家；主持科技部发展中国家杰出青年科学家来华工作计划1项，参与国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、“纳米前沿”重点专项各1项；共发表论文近60篇，授权专利9项，编制国家标准10部。报告摘要：体相纳米气泡具有超常的稳定性及超高的内压，高内压的纳米气泡在溶液中稳定存在的机制一直众说纷纭。因此，研究纳米气泡边界层对于解释纳米气泡的稳定性具有重要的意义。由于纳米气泡气液界面的特点，检测体相纳米气泡边界层十分困难，常规的方法和技术手段很难实现。在本工作中，首次采用低场核磁共振技术（LF-NMR）对体相纳米气泡边界层中水分子的弛豫规律进行了系统研究，提出了纳米气泡边界层测量的数学模型，并成功地测得了不同尺寸纳米气泡的边界层厚度。研究发现，纳米气泡粒径越小，边界层所占比例越高，因而也越可以对更高内压的气核进行有效保护，纳米气泡的稳定性也可以据此进行定量解释。暨南大学 实验中心主任/教授谢伟广《范德华异质结光电探测及光电存储器件》点击报名听会谢伟广，暨南大学物理与光电工程学院教授，博导。2007年博士毕业于中山大学凝聚态物理专业，导师为许宁生院士；研究方向是微纳尺度多场耦合行为及应用，半导体光电转换过程、器件及集成；在Advanced Materials, ACS Nano等期刊发表SCI论文80多篇，代表性成果包括：实现了多种二维半导体氧化物的CVD制备，首次发现了极性二维氧化物长波红外低损耗双曲声子极化激元现象；发展了钙钛矿薄膜的真空气相制备方法，实现了高效气相太阳能电池及光电探测阵列的制备。研究团队发展的多项方法已被国内外同行广泛采纳，并在Nature、Sciecne等著名期刊正面评价。主持国家基金面上项目、重点项目子课题、广东省自然科学基金杰出青年基金项目等多项项目；于2022年（排名第一）获得中国分析测试协会科学技术（CAIA）奖一等奖。报告摘要：二维钙钛矿（2DPVK）具有独特的晶体结构和突出的光电特性，设计2DPVK与其他二维材料的范德华异质结，可以实现具有优异性能的各类光电器件。本报告主要介绍下面两种异质结器件：（1）光电探测器：制备了2DPVK/MoS2范德华异质结器件，由于II型能带排列中层间电荷转移所诱导的亚带隙光吸收，器件在近红外区域表现出了单一材料均不具备的光电响应。在此基础上引入石墨烯（Gr）夹层，借助Gr的有效宽光谱吸收和异质结中光生载流子的快速分离和输运，2DPVK/Gr/MoS2器件的近红外探测性能进一步得到了大幅提升。（2）光电存储器：开发了基于MoS2/h-BN/2DPVK浮栅型光电存储器，其中2DVPK由于其高光吸收系数，能同时作为光电活性层与电荷存储层，器件展现了独特的光诱导多位存储效应以及可调谐的正/负光电导模式。上海交通大学分析测试中心中级工程师 张南南《紫外光电子能谱（UPS）样品制备、数据处理及应用分享》点击报名听会张南南，博士，2019年毕业于吉林大学无机化学系，同年入职上海交通大学分析测试中心，研究方向为材料的表界面研究，主要负责表面化学分析方向的X射线光电子能谱仪（XPS）及飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）方面的测试工作。获得上海交通大学决策咨询课题资助，授权一项发明专利，并在 J. Colloid Interf. Sci.， Catal. Commun.等期刊发表了相关学术论文。报告摘要：紫外光电子能谱(UPS)，能够在高能量分辨率水平上探测价层电子能级的亚结构和分子振动能级的精细结构，广泛应用在表/界面的电子结构表征方面。本报告主要介绍UPS原理、样品制备、数据处理以及在钙钛矿太阳能电池、有机半导体、催化材料等领域的应用。参会指南1、进入第五届材料表征与分析检测技术网络会议官网（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2023/）进行报名。扫描下方二维码，进入会议官网报名2、会议召开前统一报名审核，审核通过后将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。3、本次会议不收取任何注册或报名费用。4、会议联系人：高老师（电话：010-51654077-8285 邮箱：gaolj@instrument.com.cn）5、赞助联系人：周老师（电话：010-51654077-8120 邮箱：zhouhh@instrument.com.cn）

“京津冀”又爆表了！！！京津冀多地多个空气自动监测点位的空气质量指数（AQI）超过500！” 据中国环境监测总站预报，12月16日—21日，京津冀及周边区域将出现一次重度至严重污染过程。这可能是今年入秋以来最严重的一次污染过程。北京、天津、石家庄、太原等多个城市启动空气重污染红色预警，采取了应对措施。果不其然，重污染如期而至。请看下面12月18日全国AQI指数分布图，京津冀地区的颜色简直红红火火恍恍惚惚。（数据来源：中科院大气物理所）个别地方红得发紫，直接爆表！！（数据来源：中科院大气物理所） 如此严重的灰霾污染，从哪里来，又要往哪里去，分布又有多高呢？仅仅从地面数据我们很难说清头顶上污染物的空间分布状况，但如何解决这一难题呢？此刻，小编不禁向大家安利一个“神奇宝贝”——中科光电放置在天津地区的高能量颗粒物雷达。当雷达向高空发射一束绿光，光和大气中的物质（大气、污染物、云等）发生物理反应时，通过接收光返回的信号就可以探测到大气中不同时间不同高度的颗粒物浓度。写到这里，小编要贴出中科小伙伴们吐血整理的雷达实时监测图了~上图为12月18日激光雷达用532nm波长的激光探测到的颗粒物的消光系数图。图中颜色越红代表消光系数越大，颗粒物污染越为严重，颜色偏蓝色则颗粒物浓度越低。天津地区的污染大多分布在不足800米的高度范围内，且空间分布较为均匀。在600米左右的高度颗粒物的浓度强度最大，截止18日下午16时，天津地区的边界层高度已压低至400米以下（如图中黑线所示），污染程度加剧。 我们来结合激光雷达的退偏振比图看一下今天漂浮在京津上空的颗粒物的形态和物种。退偏振比表示污染的大小、形状，颜色越红表示退偏振比越大，污染物形状越不规则，粒径越大，如：沙尘、冰云等；颜色越蓝表示退偏振比越小，污染物形状以规则球形为主，粒径越小，如：气溶胶、水云、雾等。上图中近地面到高空800米“一片蓝”，退偏振度接近0，足以说明这次污染是以局地生成的细粒子为主。同时，中科光电的激光雷达还发射了一束更短波长（355nm）的激光，监测效果如下图。 但让小编蒙圈的是，这段355nm波长的消光系数图与上面532nm波长的消光系数图有啥不一样呢？ 大家有没发现，同532nm波长的消光系数图相比，这张图更红、色彩更重？原来，355nm波长能够对更小粒径的污染物进行空间探测，比如PM2.5。这使得探测结果更为精确，也侧面这说明这次京津冀大污染是以细粒子污染为主。 根据中国环境监测总站预报预测的结果，本次污染过程是因京津冀及华北大部分区域受静稳天气影响，相对湿度较大，风速多为静风或小风天气，边界层高度低，高湿度、强逆温天气污染扩散条件较差，加上进入冬季后燃煤供暖造成的污染，局地污染源的排放和不利于污染扩散的气象条件，双管齐下导致京津冀地区出现较长时间的特严重污染天气现象。重污染过程提示：19～21日，京津冀及周边区域将出现一次重度至严重污染过程。北京、天津、石家庄、保定、邢台、邯郸、衡水、沧州、唐山、廊坊、德州、聊城、菏泽、濮阳、安阳、新乡、鹤壁、太原、阳泉、忻州、临汾、运城等城市可能出现严重污染，PM2.5浓度可能超过300微克/立方米，如下图。不过，22日起，污染自北向南逐步缓解，相信不久后，大家又可以“重见天日”了。（资料来源：中国环境监测总站）（数据来源：中国环境监测总站，12月18日17时发布）

“京津冀”又爆表了！！！京津冀多地多个空气自动监测点位的空气质量指数（AQI）超过500！” 据中国环境监测总站预报，12月16日—21日，京津冀及周边区域将出现一次重度至严重污染过程。这可能是今年入秋以来最严重的一次污染过程。北京、天津、石家庄、太原等多个城市启动空气重污染红色预警，采取了应对措施。果不其然，重污染如期而至。请看下面12月18日全国AQI指数分布图，京津冀地区的颜色简直红红火火恍恍惚惚。全国AQI指数分布图（数据来源：中科院大气物理所）个别地方红得发紫，直接爆表！（数据来源：中科院大气物理所）　　如此严重的灰霾污染，从哪里来，又要往哪里去，分布又有多高呢？仅仅从地面数据我们很难说清头顶上污染物的空间分布状况，但如何解决这一难题呢？此刻，小编不禁向大家安利一个“神奇宝贝”——中科光电放置在天津地区的高能量颗粒物雷达。当雷达向高空发射一束绿光，光和大气中的物质（大气、污染物、云等）发生物理反应时，通过接收光返回的信号就可以探测到大气中不同时间不同高度的颗粒物浓度。写到这里，小编要贴出中科光电小伙伴们吐血整理的雷达实时监测图了~532nm波长探测到的消光系数图　　上图为12月18日激光雷达用532nm波长的激光探测到的颗粒物的消光系数图。图中颜色越红代表消光系数越大，颗粒物污染越为严重，颜色偏蓝色则颗粒物浓度越低。天津地区的污染大多分布在不足800米的高度范围内，且空间分布较为均匀。在600米左右的高度颗粒物的浓度强度最大，截止18日下午16时，天津地区的边界层高度已压低至400米以下（如图中黑线所示），污染程度加剧。　　我们来结合激光雷达的退偏振比图看一下漂浮在京津上空的颗粒物的形态和物种。退偏振比图　　退偏振比表示污染的大小、形状，颜色越红表示退偏振比越大，污染物形状越不规则，粒径越大，如：沙尘、冰云等；颜色越蓝表示退偏振比越小，污染物形状以规则球形为主，粒径越小，如：气溶胶、水云、雾等。上图中近地面到高空800米“一片蓝”，退偏振度接近0，足以说明这次污染是以局地生成的细粒子为主。　　同时，中科光电的激光雷达还发射了一束更短波长（355nm）的激光，监测效果如下图。355nm波长探测到的消光系数图　　但让小编蒙圈的是，这段355nm波长的消光系数图与上面532nm波长的消光系数图有啥不一样呢？　　大家有没发现，同532nm波长的消光系数图相比，这张图更红、色彩更重？原来，355nm波长能够对更小粒径的污染物进行空间探测，比如PM2.5。这使得探测结果更为精确，也侧面这说明这次京津冀大污染是以细粒子污染为主。　　根据中国环境监测总站预报预测的结果，本次污染过程是因京津冀及华北大部分区域受静稳天气影响，相对湿度较大，风速多为静风或小风天气，边界层高度低，高湿度、强逆温天气污染扩散条件较差，加上进入冬季后燃煤供暖造成的污染，局地污染源的排放和不利于污染扩散的气象条件，双管齐下导致京津冀地区出现较长时间的特严重污染天气现象。重污染过程提示：19～21日，京津冀及周边区域将出现一次重度至严重污染过程。北京、天津、石家庄、保定、邢台等城市可能出现严重污染，PM2.5浓度可能超过300微克/立方米，如下图。不过，22日起，污染自北向南逐步缓解，相信不久后，大家又可以“重见天日”了。（数据来源：中国环境监测总站，12月18日17时发布）

11月10日，中科院合肥物质科学研究院安光所大气光学研究中心研制的第三代测污激光雷达“AML-3大气环境激光雷达监测系统”在北京通过验收并交付中国环境科学研究院使用。　　“AML-3大气环境激光雷达监测系统”是一台可移动大气环境质量监测系统，能够监测大气边界层气溶胶，O3、SO2和NO2的时空变化，系统配备的地面大气参数测量分系统能够同时测量近地面O3、SO2、NO2、温湿度、大气压力和风速风向等大气成分和气象参数。　　在项目合作方北京国科世纪激光技术有限公司的参与下，验收专家组对激光雷达系统进行了现场测试，测试显示系统各项指标均符合研制合同要求，专家组一致同意通过验收。　　验收会上，用户对系统的研制工作给予了高度评价，并与研制方达成共识——AML-3大气环境激光雷达监测系统的圆满交付是开展合作的良好开端，此举将为双方在大气环境质量监测领域进行更广泛深入的合作交流打开局面。　　 　　验收会会场　　可移动大气环境质量监测系统

X 产品简介3D扫描颗粒物激光雷达(3D10K)由旗云中天和浙江大学团队针对大气环保领域联合研发，系统结构紧凑，采用一体化无人值守设计，可实现大气颗粒物定点、扫描、走航、组网等观测，是高精度偏振技术与扫描技术在商业颗粒物激光雷达方面应用的先行者。激光雷达主要由四部分组成，分别为发射系统、接收系统、数据处理系统以及控制系统。发射系统包括激光光源和起偏模块；接收系统包括望远镜与接收光路；数据处理系统包括数据储存、反演、分析以及显示模块；控制系统包括电源管理模块与远程监控模块。 图1 3D扫描颗粒物激光雷达可对大气颗粒物污染实现高精度立体式探测与快速溯源（左图）。X 产品主要功能可输出产品包括：原始信号、距离校正信号、消光系数、后向散射系数、边界层高度、退偏比、AOD、云高云厚、水平/垂直能见度、污染气溶胶分类、云分类、PM浓度等。? 探测大气气溶胶(颗粒物、飘尘)垂直分布及时空演变；? 探测污染边界层的高度、垂直结构与时空演变；? 探测气溶胶水平分布及时空演变，实现大气能见度测量；? 实现颗粒物类型识别(城市、沙尘、烟尘、扬尘等)及污染快速溯源；? 实现雾/霾的识别及探测其时空演变；? 实现城市颗粒物通量的监测；? 评估污染长距离传输潜力。X 产品应用n 应用领域：环保、航空、应急等应用和科研领域。X 主要技术指标激光器波长532nm脉冲能量5mJ重复频率10Hz发散角3mrad (扩束器前)；1mrad (扩束后)望远镜口径200mm接收视场角0.5~3mrad (可自行调节)干涉滤光片1nm探测通道偏振双通道采集方式模拟采集*探测范围80m~10km时/空分辨率7.5m/15s*观测方式定点、扫描、走航*工作方式无人值守数据产品原始信号、距离校正信号、消光系数、后向散射系数、边界层高度、退偏比、AOD、云高云厚、水平/垂直能见度、气溶胶分类、云分类、PM浓度等。*工作温度/湿度-5℃~40℃/ 0~90%RH（其他情况可定制）通讯方式RS232、RS485总线供电/功率220V/0.6kW(最大功率)重量及尺寸100kg，0.4m×0.7m×1.3m 创新点： 3D扫描颗粒物激光雷达(3D10K)由旗云中天和浙江大学团队针对大气环保领域联合研发，系统结构紧凑，采用一体化无人值守设计，可实现大气颗粒物定点、扫描、走航、组网等观测，是高精度偏振技术与扫描技术在商业颗粒物激光雷达方面应用的先行者。3D扫描颗粒物激光雷达(3D10K)

红外光谱官能团对照表是用于解释化合物红外光谱的图形工具。这些图表提供了不同官能团特征分子振动所产生的相对应的吸收峰位置。随着尖端技术和先进仪器的不断发展，分析技术的日益提升，红外光谱官能团对照表尽管看似有些落伍，但其实用性却已成功经受了时间的考验。下面，我们将探究为何这种“化石般古老的”光谱解释工具能够长期沿用，为何它们在如今快节奏的世界中仍然存在很高科学价值。红外光谱官能团对照表的永恒魅力过去，人们在使用FTIR光谱仪进行红外光谱测试时，需要参照样品红外光谱官能团对照表来鉴定材料。不仅如此，这些官能团对照表在鉴定官能团方面具有非常可靠的参照价值。由于包含大量信息且内容高度浓缩，这些图表还成为分享信息和进行现场分析的理想工具。为什么呢？因为只需扫一眼谱图的特征峰，即可快速查到所需答案。在大学校园里，这种简单直观的查询方法非常方便。它可以指导学生如何解释官能团，以及如何更方便地获取复杂的数据，并让学生学会识别不同官能团的特征峰，从而为化合物分析奠定坚实的基础。在实验室中，红外光谱官能团对照表仍然发挥着它的价值。在有机化学、制药和材料科学研究中，红外光谱官能团对照表依然是不可或缺的工具。例如，研究人员可利用该工具，快速识别和确认新合成化合物中的官能团。为此，他们只需将FTIR光谱中观察到的峰值与红外光谱对照图上的特征吸收频率进行比较。这种对比验证对于确保准确合成新化合物至关重要，并且有助于排除故障和优化工艺。在识别官能团方面，尤其是在无法使用高级软件或大规模谱库的情况下，使用红外光谱官能团对照表的方法省时又省力。现代化学分析中不太起眼的老工具尽管红外光谱官能团对照表对比分析方法一直存在，但不可否认的是，在当今FTIR技术背景下，它们已成为一种不太起眼的老工具。利用现代FTIR仪器，我们能够毫不费力地在包含大量化合物信息的庞大数据库中进行检索。这些数据库中甚至还包含一些罕见的、特殊的化合物结构。这些软件通过便捷的自动化分析，简化了鉴定过程，此外，光谱比较、峰值标定和定量分析等功能还有助于增强我们对样品的了解。布鲁克OPUS软件（所有布鲁克光谱仪器都安装了该软件）是一款将丰富的常用功能，与用户友好的界面，高级扩展功能无缝衔接的优秀软件。在此基础上，布鲁克公司开创性的开发出业界首款用于红外光谱的触控软件OPUS TOUCH。通过该软件，您能够以前所未有的方式，直观便捷地控制您的红外分析过程。即使是初次使用FTIR光谱仪的用户，也能够便捷、快速并准确的操控仪器。按步骤轻松完成FTIR分析。1：选择光谱测试工作流；2：选择测试方法，预览测试谱图；3：查看谱图分析结果；4：生成PDF报告结论红外光谱官能团对照图表具有快捷、直观、官能团参考对比价值和节省成本的优点。因此在研究机构等领域，它们仍然具有非常高的实用性。相比之下，现代谱库检索工具可提供全面的光谱数据库、自动化分析和更高的准确性。您选择哪种工具呢？归根结底，这取决于化合物鉴定所涉及的具体要求、资源和复杂程度。但无论您选择哪种工具，布鲁克将始终为您提供合适的解决方案。

氨气是形成二次气溶胶的重要前体物，也是城市大气环境治理的关键物种。中国科学院大气物理研究所组织实施的全国大气氨观测研究网络（AMoN-China）通过被动离线采样发现，城市已成为大气氨排放热点区域。然而，被动采样周期较长（周-月），难以捕捉大气氨浓度在日尺度上的快速变化。同时，以往研究常观察到大气氨浓度在早上5:00-12:00快速增加，这一早高峰现象是否具有普遍性亟待更多高频观测站点资料的验证。鉴于此，中国科学院大气物理研究所研究员潘月鹏课题组与华东师范大学教授吴电明团队合作，基于高频光腔衰荡光谱技术在北京和上海两个超大城市开展了大气氨浓度同步观测实验（测量频率1Hz，精度0.03ppb，图1）。这两个城市位于华北平原氨排放热点区域的南北边缘，是研究区域传输和局地排放对大气氨浓度叠加影响的理想站点。图1. 基于光腔衰荡光谱法测量北京和上海的大气氨浓度2020年5月观测结果发现，北京大气氨平均浓度（23.1±10.3 ppb）接近上海（12.0±5.0 ppb）的两倍，与卫星观测的氨气柱浓度和自下而上统计的氨气排放量的空间分布一致。研究还发现两个城市同时存在氨气早高峰现象，其发生频率大于50%，机动车排放是导致氨气浓度早高峰形成的主要原因。早晨边界层打破后，随着对流发展，富含氨气的残留层向下传输也对早高峰有一定贡献。上述结果促进了我们对城市大气氨浓度动态变化特征及背后驱动因素的科学认识，其高频观测数据可用于提升大气化学传输模型的模拟精度，有助于评估大气氨污染的生态环境效应并为氨减排策略的制定提供参考。该研究成果发表于Atmospheric Environment (JCR一区，IF=5.755)。中国科学院大气物理研究所2019级硕博连读生孙倩为该论文第一作者，潘月鹏研究员和华东师范大学吴电明教授为共同通讯作者。该研究受到北京市自然科学基金(8232050)，国家自然科学基金(42077204)和大气边界层物理和大气化学国家重点实验室开放基金(LAPC-KF-2022-09)的共同资助。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong仪器信息网讯 /strong为进一步建设、完善“科学仪器优秀新品”评选活动评审体系，扩大网络评审团的规模、专业维度和影响力。2020年仪器信息网“科学仪器优秀新品”评选活动-网络评审团专家招募工作正式启动。/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/newproduct/expert/Recruit" target="_self"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/7280fa36-4a86-4ab8-ad04-02407a994a28.jpg" title="默认标题_公众号封面首图_2020-06-23-0.png" alt="默认标题_公众号封面首图_2020-06-23-0.png"//a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "经过十余年的发展，“科学仪器优秀新品”评选活动建立了“专业编辑团”、“网络评审团”、“技术评审委员会”、“技术评审委员会主席团”为核心的高水平四级评审体系。十四届以来，共从近9000余台科学仪器优秀新品中评选出366台仪器获得“优秀新品奖”，平均获奖率为5.2%“，该奖项已成为国内外科学仪器行业最权威的奖项之一，获奖名单被多个政府部门采信。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3995ffb9-79ec-45dd-b08d-96a47a2c0321.jpg" title="2020年“科学仪器优秀新品”网络评审团招募工作启动2.jpg" alt="2020年“科学仪器优秀新品”网络评审团招募工作启动2.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在“科学仪器优秀新品”评选活动中，“网络评审团”专家主要承担以下工作：依据各自擅长领域分别负责相应的仪器类别评审，承担相应仪器类别“季度入围奖”评审，经“技术评审委员会主席团”审定，产生“季度入围奖”名录；之后，“网络评审团”针对负责仪器类别中的所有入围仪器进行再次投票，投票结果经“技术评审委员会主席团”审定后，综合仪器获得选票数量及选票数量排名等综合情况，最终产生获得年度“提名奖”名录，并予以公示。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f2f6135d-c29d-4392-909d-635049efe272.jpg" title="2020年“科学仪器优秀新品”网络评审团招募工作启动3.jpg" alt="2020年“科学仪器优秀新品”网络评审团招募工作启动3.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong网络评审团专家评审后台首页/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "“网络评审团”由仪器信息网采取定向邀请、公开募集、成员推荐的方式召集行业“志愿者”组建。目前，网络评审团已云集百余位检测、仪器及相关应用行业资深专家，现诚邀行业广大仁人志士加盟，共同为中国科学仪器市场大浪淘金，促进我国科学仪器行业的健康发展。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong网络评审团组织管理办法如下/strong：/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong1.“网络评审团”成员资格要求/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "成员数量限定1000人，采取实名制管理办法，并对成员申报信息进行核查。成员须符合以下要求：从事仪器研制、制造和应用等相关工作的从业人员，从业年限5年及以上，至少熟悉一类仪器（如：原子吸收光谱仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜、数字PCR仪等）。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong2.“网络评审团”成员义务/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "积极参与、完成各项评审工作，每年将根据成员参与各项评审工作的参与情况，调整成员资格。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong3.“网络评审团”成员权利/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "拥有季度入围奖评审权、年度提名奖投票权；同时，在相应评奖环节，具有候选名单之外仪器的推荐权（限一台仪器）。在“网络评审团”增加、补充新成员时，现成员具有优先推荐权。享有第一时间了解仪器新品发布相关信息的权利。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong4.其他事项/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在评审过程中，“仪器用户”成员可查看参评仪器的所有信息；“产业从业者”可查看所评审仪器的基础信息。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "成员个人信息及其具体评审意见，予以保密；成员对所评审仪器信息予以保密。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong5.如何加入网络评审团：/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "点击进入a href="https://www.instrument.com.cn/newproduct/expert/Recruit" target="_self" style="text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "报名通道/span/a（或下方图片及链接），填写信息完成报名！/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "https://www.instrument.com.cn/newproduct/expert/Recruitspan style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/newproduct/expert/Recruit" target="_self"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/5c204add-961c-4b2b-b412-01d9f654f8e9.jpg" title="默认标题_公众号封面首图_2020-06-23-0.png" alt="默认标题_公众号封面首图_2020-06-23-0.png"//a/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/18b86757-e991-4605-9d8c-af7539e62277.jpg" title="2020年“科学仪器优秀新品”网络评审团招募工作启动4.jpg" alt="2020年“科学仪器优秀新品”网络评审团招募工作启动4.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "strong报名页面截图/strong/pp style="text-indent: 2em "strong即日起，仪器信息网“网络评审团”申请正式开放，欢迎更多英才加盟，共建中国科学仪器新未来！/strong/p

2022年7月14日下午14点，“突破边界：SCIEX 2022新产品发布会暨SWATH采集技术诞生10周年庆”活动在仪器信息网成功举办。SCIEX在质谱技术领域拥有超过50年的创新经验。从1981年成功推出第一台SCIEX的商业化三重四极杆质谱系统开始，SCIEX一直致力于开发突破性的技术和解决方案，不断推出创新的质谱技术和产品。去年SCIEX发布了全新高分辨质谱产品ZenoTOF™ 7600 系统。今年，SCIEX基于ZenoTOF™ 7600系统推出了全新Zeno™ SWATH DIA, 这将是数据非依赖型采集(DIA)技术的跨越式进步。本次新品发布会，SCIEX携多款创新产品在云端与观众见面，直播间讨论热烈，新品也受到了大家的广泛关注。活动伊始，由SCIEX中国总经理桑小亮先生致开幕辞，他表示，SCIEX创新产品不仅能够帮助生命科学领域的众多研究人员发现新的生物标志物推动临床试验的发展，同时也能帮助制药行业开发全新的生物治疗方法，助力创新药物以非凡的速度推向市场。2021年SCIEX推出了创新的高分辨质谱ZenoTOF 7600系统，凭借超快的扫描速度，创新的电子活化解离技术（EAD），高灵敏度的Zeno™ trap（Zeno阱），帮助研究人员开阔视野，取得新突破。基于ZenoTOF™ 7600系统，今年SCIEX推出了一项创新数据采集技术——Zeno™ SWATH DIA技术，这项创新是将Zeno™ trap（Zeno 阱）和SWATH采集两项技术强强联合，能够帮助研究人员实现对于血浆蛋白鉴定数量显著提升的效果，实现了蛋白质组学分析的深度覆盖，在获得全景数据的同时也保证了数据质量。Zeno™ SWATH DIA的强大之处还不仅仅如此，未来SCIEX期待与科学家们共同发掘Zeno™ SWATH DIA更多的潜能。致辞之后，SCIEX产品经理吕辰首先以“突破边界——SCIEX创新技术推动科学研究前行”为题做主题报告，详细介绍了SCIEX近几年推出的重磅产品及创新旅程，包括代表“技术创新”的SCIEX 7500系统以及ZenoTOF™ 7600系统、代表“高通量”的Echo™ MS 声波激发耦合质谱系统与多通道毛细管电泳BioPhase™ 8800系统，以及代表“兼容性”的ExionLC™ 2.0 液相色谱与SCIEX OS 3.0软件。接下来，中国科学院大连化学物理研究所 许国旺研究员做了题为《高覆盖代谢组学：从数据采集到定性、定量的全链条创新》的学术报告，内容聚焦提升代谢组学覆盖度的创新技术及方法，包括基于SWATH采集技术的高覆盖拟靶向组学研究方法等。Zeno SWATH DIA新品揭幕SWATH（Sequential Window Acquisition of all Theoretical Mass Spectra）采集技术是瑞士苏黎世联邦理工学院的Ruedi Aebersold教授及其团队与SCIEX在2012年联合推出的数据非依赖型采集技术（Data Independent Acquisition, DIA），其核心优势在于无偏、高通量、可定量、可回溯。经过10年的创新迭代，2022年SCIEX带来了新的Zeno SWATH DIA 技术，搭载于旗舰款高分辨质谱ZenoTOF 7600系统上。作为SCIEX高分辨质谱系列的标志性技术，已广泛应用于生命科学研究、精准及转化医学研究、化药及生物药研发、食品安全、环境监测及法医等领域。新品揭幕后，SCIEX应用专家陈凌声以”创新驱动 成就非凡 ——Zeno SWATH DIA新品介绍”为题做了主题报告，详细介绍了SCIEX Zeno SWATH DIA数据非依赖性采集技术的发展以及该技术与ZenoTOF 7600系统创新融合的应用发展。Zeno SWATH DIA实现了高通量高保真的样本数字化记录，能够帮助研究人员发现更多潜在生物标志物，从而应用于开发临床试验和发现新型疗法。 发布会最后，澳大利亚莫纳什大学生物化学系副主任 Tony Purcell教授做了题为《基于ZenoTOF 7600系统的Zeno SWATH DIA技术及在癌症抗原发现中的应用》的学术报告。详细介绍了课题组基于质谱技术ZenoTOF 7600系统在免疫肽组学研究的应用进展。本次新品发布会上，除了精彩的技术和应用分享之外，还进行了热烈的互动活动，现场听众反映积极，气氛活跃。更多关于新品发布会的精彩视频回放，请点击下方图片查看。（视频回放将于3-5个工作日处理后可见）