Light emitting diode cavity enhanced differential optical absorption spectroscopy (LED-CE-DOAS): a novel technique for monitoring atmospheric trace gases

2009 ◽  
Author(s):  
Ryan M. Thalman ◽  
Rainer M. Volkamer
Keyword(s):  
Optical Absorption ◽  
Absorption Spectroscopy ◽  
Light Emitting Diode ◽  
Trace Gases ◽  
Differential Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Atmospheric Trace Gases ◽  
Light Emitting ◽  
Novel Technique

scholarly journals Ground-based measurements of atmospheric trace gases using differential optical absorption spectroscopy and comparisons with satellite observations

2021 ◽  
Author(s):  
Θεανώ Δρόσογλου
Keyword(s):  
Optical Absorption ◽  
Absorption Spectroscopy ◽  
Trace Gases ◽  
Satellite Observations ◽  
Differential Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Atmospheric Trace Gases

Κύριο αντικείμενο αυτής της διατριβής είναι ο υπολογισμός της κατακόρυφης στήλης ατμοσφαιρικών αερίων με εστίαση στο διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2) χρησιμοποιώντας την τεχνική της φασματοσκοπίας διαφορικής οπτικής απορρόφησης (DOAS) και συγκρίσεις με δορυφορικά δεδομένα. Η διατριβή αποτελείται από δύο κύρια μέρη. Το πρώτο μέρος περιλαμβάνει την τεχνική περιγραφή και τον χαρακτηρισμό των τριών συστημάτων Multi-Axis DOAS που αναπτύχθηκαν στο Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας (ΕΦΑ) στη Θεσσαλονίκη, καθώς και μια αξιολόγηση της λειτουργίας και της ποιότητας των μετρήσεων του συστήματος στο πλαίσιο της εκστρατείας CINDI-2 που πραγματοποιήθηκε στο Cabauw της Ολλανδίας τον Σεπτέμβριο του 2016. Στο δεύτερο μέρος, παρουσιάζονται μετρήσεις της τροποσφαιρικής και στρατοσφαιρικής στήλης NO2, καθώς και συγκρίσεις τους δορυφορικές παρατηρήσεις. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζεται η επίδραση της χωρικής μεταβλητότητας του ΝΟ2 κοντά στην επιφάνεια στις συγκρίσεις επίγειων και δορυφορικών μετρήσεων. Στο πλαίσιο αυτό, τα τρία όργανα MAX-DOAS του ΕΦΑ εγκαταστάθηκαν σε διαφορετικές τοποθεσίες στην ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκης που χαρακτηρίζονται από διαφορετικά επίπεδα ρύπανσης και υπολογίστηκαν συντελεστές διόρθωσης με τη βοήθεια ενός μοντέλου ποιότητας αέρα, οι οποίοι εφαρμόστηκαν σε δορυφορικά δεδομένα προκειμένου να προσαρμοστούν στη χωρική ανάλυση των επίγειων μετρήσεων. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων της τροποσφαιρικής στήλης του ΝΟ2 στη ρυπασμένη περιοχή της Guangzhou της Κίνας και συγκρίνονται με αντίστοιχες δορυφορικές μετρήσεις. Διερευνήθηκε επίσης η επίδραση των κριτηρίων αντιστοίχισης των επίγειων και των δορυφορικών τροσφαιρικών στηλών του NO2. Τέλος, υπολογίστηκαν οι συγκεντρώσεις του στρατοσφαιρικού NO2 για πρώτη φορά στη Θεσσαλονίκη από την ανάλυση DOAS των φασματικών μετρήσεων ακτινοβολίας που πραγματοποιήθηκαν στο ζενίθ κατά το λυκόφως για μια περίοδο 7 ετών (Απρίλιος 2011 - Απρίλιος 2018).

scholarly journals Total Ozone Columns from the Environmental Trace Gases Monitoring Instrument (EMI) Using the DOAS Method

2021 ◽  
Vol 13 (11) ◽  
pp. 2098
Author(s):  
Yuanyuan Qian ◽  
Yuhan Luo ◽  
Fuqi Si ◽  
Haijin Zhou ◽  
Taiping Yang ◽  
...  
Keyword(s):  
Optical Absorption ◽  
Absorption Spectroscopy ◽  
Total Ozone ◽  
Scattered Light ◽  
Trace Gases ◽  
Rapid Change ◽  
Differential Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Monitoring Instrument ◽  
Monthly Average

Global measurements of total ozone are necessary to evaluate ozone hole recovery above Antarctica. The Environmental Trace Gases Monitoring Instrument (EMI) onboard GaoFen 5, launched in May 2018, was developed to measure and monitor the global total ozone column (TOC) and distributions of other trace gases. In this study, some of the first global TOC results of the EMI using the differential optical absorption spectroscopy (DOAS) method and validation with ground-based TOC measurements and data derived from Ozone Monitoring Instrument (OMI) and TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) observations are presented. Results show that monthly average EMI TOC data had a similar spatial distribution and a high correlation coefficient (R ≥ 0.99) with both OMI and TROPOMI TOC. Comparisons with ground-based measurements from the World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre also revealed strong correlations (R > 0.9). Continuous zenith sky measurements from zenith scattered light differential optical absorption spectroscopy instruments in Antarctica were also used for validation (R = 0.9). The EMI-derived observations were able to account for the rapid change in TOC associated with the sudden stratospheric warming event in October 2019; monthly average TOC in October 2019 was 45% higher compared to October 2018. These results indicate that EMI TOC derived using the DOAS method is reliable and has the potential to be used for global TOC monitoring.

Effect of Spectral Resolution on Measurement of Trace Gases in Atmosphere by Differential Optical Absorption Spectroscopy

2008 ◽  
Vol 28 (9) ◽  
pp. 1643-1648
Author(s):  
彭夫敏 彭夫敏 ◽  
谢品华 谢品华 ◽  
张英华 张英华 ◽  
李海洋 李海洋 ◽  
司福祺 司福祺 ◽  
...  
Keyword(s):  
Optical Absorption ◽  
Absorption Spectroscopy ◽  
Spectral Resolution ◽  
Trace Gases ◽  
Differential Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Optical Absorption Spectroscopy

scholarly journals Tropospheric NO<sub>2</sub>, SO<sub>2</sub>, and HCHO over the East China Sea, using ship-based MAX-DOAS observations and comparison with OMI and OMPS satellites data

2018 ◽  
Author(s):  
Wei Tan ◽  
Cheng Liu ◽  
Shanshan Wang ◽  
Chengzhi Xing ◽  
Wenjing Su ◽  
...  
Keyword(s):  
Optical Absorption ◽  
Correlation Coefficient ◽  
Absorption Spectroscopy ◽  
Trace Gases ◽  
Eastern China ◽  
Elevation Angle ◽  
Estimation Method ◽  
Differential Optical Absorption Spectroscopy ◽  
Optical Absorption Spectroscopy ◽  
China Sea

Abstract. In this study, ship-based Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy (MAX-DOAS) measurements were performed in the Eastern China Sea (ECS) area in June 2017. The tropospheric Slant Column Densities (SCDs) of nitrogen dioxide (NO2), sulfur dioxide (SO2), and formaldehyde (HCHO) were retrieved from the measured spectra by the Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS) technique. Using the simple geometric approach, the SCDs of different trace gases observed at 15° elevation angle were adopted to convert into tropospheric Vertical Columns Densities (VCDs). During this campaign, the averaged VCDs of NO2, SO2, and HCHO in the marine environment over ECS area are 6.50 &amp;times 1015 molec cm−2, 4.28 &amp;times 1015 molec cm−2 and 7.39 &amp;times 1015 molec cm−2, respectively. In addition, the ship-based MAX-DOAS trace gases VCDs were compared with satellite observations of Ozone Monitoring Instrument (OMI) and Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS). The daily OMI NO2 VCDs agree well with ship-based MAX-DOAS measurements showing the correlation coefficient R of 0.83. Besides, the good agreements of SO2 and HCHO VCDs between the OMPS satellite and ship-based MAX-DOAS observations were also found with correlation coefficient R of 0.76 and 0.69. The vertical profiles of these trace gases are achieved from the measured Differential Slant Column Densities (DSCDs) at different elevation angles using optimal estimation method. The retrieved profiles displayed the typical vertical distribution characteristics, which exhibits the low concentrations of

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document