近日，中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室李正强研究员团队，在激光雷达获取大气混合层高度日变化特征方面取得进展。相关研究成果以“北京大气混合层高度日变化循环的确定及气候学特征2013-2018：激光雷达观测及对空气污染的启示（Determination and climatology of diurnal cycle of atmospheric mixing layer height over Beijing 2013–2018: Lidar measurements and implication for air pollution）”为题，于7月27在线发表在《大气化学物理》（Atmospheric Chemistry and Physics）杂志。
颗粒物可以作为大气分层的重要指示，气溶胶的垂直分布能迅速适应边界层的热力学变化，因此可以通过对气溶胶分布的分析获得混合层高度。在现有研究中，利用数值模拟、地面遥感或气象探空仪来获得北京短期内混合层的特征，主要针对重度污染事件，这突显出长时间连续高分辨率测量的稀缺性。在比较不同时期的混合层高度时，将同一的算法应用于类型一致的大气结构具有重要意义。
该研究团队对激光雷达获取大气混合层高度日变化能力进行系统评估，获取混合层高度日循环的气候学特征。该研究利用小波协方差方法获取气溶胶后向散射信号变化梯度位置最低的局部最大值高度和梯度最大的局部最大值高度，标记为双层混合层高度。与探空结果比较发现，激光雷达获取的白天对流边界层高度和夜间残留层高度具有较好的精度，同时具有获取夜间稳定边界层高度的潜力。北京市日变化的最大值的季节特征表明冬季和秋季较低，春季和夏季较高。从2014年至2018年，混合层高度的日最大值的年均值逐年增加，总增加量为0.338 km，其中2016年的增加量最大。混合层高度的增加部分得益于北京市空气质量的改善。
该项研究在国家自然科学基金项目资助下完成，所提供的基于观测的北京城区长时间混合层高度日变化数据集，可以作为研究近地面空气污染的大气模型的重要数据参考。
论文链接：https://doi.org/10.5194/acp-20-8839-2020
激光雷达反演的混合层高度的结果及与探空数据的比较
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