大气臭氧测量包括铅直气柱中臭氧总量的测量和臭氧浓度铅直分布的测量两种。测量方法分有对臭氧进行采样分析的直接法,以及在臭氧层外进行测量,采用光谱分析的间接法。 详细介绍
大气臭氧的测量包括铅直气柱中臭氧总量的测量和臭氧浓度铅直分布的测量两种。测量方法分直接法和间接法:前者对臭氧进行采样分析;后者在臭氧层外进行测量,大都用光谱分析方法。臭氧测量结果,除采用通常的单位表示外,还用多布森单位,记为DU,它等于千分之一厘米(标准状态臭氧层厚)。
臭氧间接测量法光谱分析法是观测穿过大气层的太阳直射光或散射光的光谱,然后计算出臭氧含量及其铅直分布。在臭氧吸收带中(见大气臭氧层),太阳直射光或散射光穿过大气层,受到臭氧分子的吸收,并受到气体分子和气溶胶粒子的散射。波长为λ的单色太阳光,通过大气层时辐射强度的削弱服从比尔定律: 式中Ioλ、Iλ分别为通过大气层前后的辐射强度;αλ为臭氧的吸收系数,βλ为单位铅直气柱空气的 散射系数;ζλ为气溶胶粒子的散射系数;μ为光线通过臭氧层的路径长度和铅直厚度的比;m为光线通过大气层的路径长度和铅直厚度的比;Ω为臭氧总量;θ为天顶角。其中μ、m和secθ均随天顶角θ的增大而增大,故透过的光强Iλ随天顶角的增大而减小。为了消除大气的影响,可以选择臭氧吸收差异大的两个波段,两个波长λ、λ′的辐射强度之比的对数