臭氧層的測量
發布日期:2013-05-27 瀏覽次數:1015
核心提示: 臭氧的測量包括鉛直氣柱中臭氧總量的測量和臭氧濃度鉛直分布的測量兩種。測量方法分直接法和間接法:前者對臭氧進行采樣分析;
臭氧的測量包括鉛直氣柱中臭氧總量的測量和臭氧濃度鉛直分布的測量兩種。測量方法分直接法和間接法:前者對臭氧進行采樣分析;后者在臭氧層外進行測量,大都用光譜分析方法。臭氧測量結果,除采用通常的單位表示外,還用多布森單位,記為DU,它等于千分之一厘米(標準狀態臭氧層厚)。
臭氧間接測量法:光譜分析法是觀測穿過大氣層的太陽直射光或散射光的光譜,然后計算出臭氧含量及其鉛直分布。在臭氧吸收帶中(見大氣臭氧層),太陽直射光或散射光穿過大氣層,受到臭氧分子的吸收,并受到氣體分子和氣溶膠粒子的散射。波長為λ的單色太陽光,通過大氣層時輻射強度的削弱服從比爾定律。測量臭氧的常用光學儀器有多布森分光光度計和M-83濾光片臭氧儀。多布森分光光度計被認為是測量臭氧的標準儀器。其他類型的儀器都必須定期用它校準。M-83濾光片臭氧儀主要在蘇聯和歐洲的部分國家使用。用氣象衛星也可以測得全球臭氧的分布。如雨云4號衛星上用后向散射紫外光譜儀(BUV)和紅外干涉光譜儀(IRIS)進行大氣臭氧的觀測。前者測量大氣對太陽光的后向紫外散射,它接收2500~3400埃中12個波段的紫外光譜,由此反演出大氣臭氧含量全球的分布;后者除了測量大氣溫度和濕度外,還測量大氣臭氧(9.6微米波段,在此波段中接收 4個波長的輻射)。將這兩種光譜儀結合起來,可以探測大氣臭氧濃度隨高度的分布,例如在雨云 6號衛星上,有臨邊輻射反演輻射儀(LRIR),它接收大氣臭氧9.6微米輻射帶的信息,用輻射傳輸方程反演,可獲得臭氧的鉛直分布。
臭氧直接測量法 用電化學或化學發光方法測量臭氧含量,可不受大氣透明度和天氣條件的限制,白天或黑夜均可進行觀測。
臭氧測量方法各有優缺點,常常要用多種方法互相補充,互相比較,以求獲得完整可靠的資料。