中国综合垂直臭氧观测实验及臭氧激光雷达结果分析

为了评估臭氧激光雷达的探测性能，2023年8月至12月在内蒙古锡林浩特国家气候观测站进行了中国首个综合垂直臭氧观测实验。对四个臭氧激光雷达的臭氧剖面和浓度进行了系统比较和评估，使用了地基站的臭氧无线电探空测量和无人机上的臭氧分析仪观测。结果表明，四个臭氧激光雷达在150到400米高度范围内与臭氧无线电探空测量的相对偏差小于20%。在400米至2000米之间，臭氧激光雷达的表现优于低高度，偏差在10%以内，相关系数约为0.8。然而，随着高度超过2000米，激光雷达的相对偏差增加。使用臭氧激光雷达观测到的地表臭氧浓度与地基臭氧分析仪的结果良好吻合，尤其是在臭氧浓度高于40 µg·m−3的时期。大多数臭氧激光雷达模型的相关系数高于0.53。还进行了对降水事件对臭氧激光雷达测量影响的进一步研究，结果表明，厚云层、低云基和带有大雨滴颗粒的强降水事件会导致高异常值并降低臭氧激光雷达的反演准确性。在实验期间，四个臭氧激光雷达根据综合性能进行了定量评估，这有助于改进反演算法和该前沿技术的系统设计.