[發(fā)明專利]沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910299494.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN109975492B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周德榮;丁愛軍;黃昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 江蘇銀創(chuàng)律師事務(wù)所 32242
• 代理人: 何紅梅

本發(fā)明公開了一種沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括如下步驟：(1)沿海和高空多云霧獨(dú)特環(huán)境下多平臺(tái)氣體顆粒物監(jiān)測(cè)儀器大氣進(jìn)樣系統(tǒng)和低損失除鹽除濕一體化采樣系統(tǒng)；(2)開展近海地區(qū)大氣邊界層污染物濃度和三維氣象要素垂直探測(cè)；(3)大載荷飛艇、無人機(jī)和機(jī)載大氣理化參數(shù)集成監(jiān)測(cè)，優(yōu)化試驗(yàn)平臺(tái)；(4)車船載高精度常規(guī)氣象參數(shù)、云的物理參數(shù)、主要污染氣體、顆粒物監(jiān)測(cè)；(5)建立多平臺(tái)一體化監(jiān)測(cè)指揮與決策平臺(tái)；(6)多平臺(tái)大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成分析與處理系統(tǒng)，得到沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。本發(fā)明的多平臺(tái)系統(tǒng)集成度高，對(duì)多尺度、多平臺(tái)融合的天地空一體化監(jiān)測(cè)技術(shù)和試驗(yàn)組織起到示范作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

東部沿海地區(qū)受東亞季風(fēng)系統(tǒng)控制，獨(dú)特的天氣氣候條件，加之該地區(qū)城市化高度集中，化石燃料消耗巨大，大氣污染排密集，導(dǎo)致大氣復(fù)合污染和灰霾天氣多發(fā)，引起了廣大民眾和政府的高度重視。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)局限于地面站點(diǎn)，在城市區(qū)域建立常規(guī)要素觀測(cè)站點(diǎn)，全組分觀測(cè)的超級(jí)站點(diǎn)較少，尤其是缺少對(duì)于整個(gè)城市區(qū)域、東部海洋和邊界層不同高度大面積的綜合觀測(cè)。東部沿海地區(qū)顆粒物濃度高、濕度大、鹽分高，對(duì)儀器采樣、分析和儀器壽命都有較大的影響。大氣垂直探測(cè)技術(shù)、自由對(duì)流層-邊界層交換的探測(cè)技術(shù)、大氣污染的垂直結(jié)構(gòu)等是理解區(qū)域重污染發(fā)生、發(fā)展及實(shí)現(xiàn)空氣污染跨區(qū)域協(xié)同控制的關(guān)鍵。但在這方面，探測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，成為制約大氣復(fù)合污染過程認(rèn)識(shí)的瓶頸。

大氣物理和化學(xué)過程在多種尺度上影響著大氣復(fù)合污染的形成，控制著污染物的發(fā)生、發(fā)展、積累和長(zhǎng)距離傳輸。發(fā)展大氣污染多尺度、多平臺(tái)、多參數(shù)的一體化實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控預(yù)警技術(shù)是厘清大氣污染問題、實(shí)現(xiàn)“有的放矢”優(yōu)化控制的基礎(chǔ)，也是國(guó)家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要步驟。

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，目前，缺乏一種集成度高的沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種集成度高的沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明的沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括如下步驟：

(1)沿海和高空多云霧獨(dú)特環(huán)境下多平臺(tái)氣體顆粒物監(jiān)測(cè)儀器大氣進(jìn)樣系統(tǒng)和低損失除鹽除濕一體化采樣系統(tǒng)；

(2)基于高山站點(diǎn)和地基站點(diǎn)開展近海地區(qū)大氣邊界層污染物濃度和三維氣象要素垂直探測(cè)；

(3)大載荷飛艇、無人機(jī)和機(jī)載大氣理化參數(shù)集成監(jiān)測(cè)，優(yōu)化試驗(yàn)平臺(tái)；

(4)車船載高精度常規(guī)氣象參數(shù)、云的物理參數(shù)、主要污染氣體、顆粒物監(jiān)測(cè)；

(5)建立多平臺(tái)一體化監(jiān)測(cè)指揮與決策平臺(tái)；

(6)多平臺(tái)大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成分析與處理系統(tǒng)，得到沿海大氣復(fù)合污染天空地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，沿海和高空多云霧獨(dú)特環(huán)境下多平臺(tái)氣體顆粒物監(jiān)測(cè)儀器大氣進(jìn)樣系統(tǒng)和低損失除鹽除濕一體化采樣系統(tǒng)，包括如下過程：開發(fā)適用于高濕度環(huán)境條件下氣體顆粒物監(jiān)測(cè)儀：干燥進(jìn)樣的進(jìn)樣裝置和變徑尺寸的導(dǎo)流罩，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)高速飛行過程中迎面氣流的減速、降壓、穩(wěn)流和穩(wěn)壓，使得氣體和顆粒物開展等動(dòng)力學(xué)采樣；建立低損失除鹽、除濕一體化采樣系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，沿海和高空高山多云霧、高濕環(huán)境氣體和顆粒物測(cè)量中云霧大氣不能有效分離、干擾測(cè)量、進(jìn)水造成儀器故障，開發(fā)適用于高濕度環(huán)境條件下氣體顆粒物監(jiān)測(cè)儀器干燥進(jìn)樣的進(jìn)樣裝置；通過流體動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算和風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)導(dǎo)流罩變徑尺寸，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)高速飛行過程中迎面氣流的減速、降壓、穩(wěn)流和穩(wěn)壓，使氣體和顆粒物開展等動(dòng)力學(xué)采樣；針對(duì)擴(kuò)散損失較大的化學(xué)反應(yīng)活性氣體和大氣納米氣溶膠顆粒，建立低損失除鹽、除濕一體化采樣系統(tǒng)。