利用Pandora光谱仪观测沿海城市环境中甲醛演变的复杂性——开放获取

《Environmental Science: Atmospheres》：Observing Complexity in the Evolution of Formaldehyde in a Coastal Urban Environment with Pandora SpectrometerOpen Access

　　

甲醛（HCHO）是一种有害的空气污染物，它既来自初级污染源，也来自次级污染源，同时也是对流层臭氧的重要前体物。通过卫星观测甲醛的柱浓度，可以作为一种衡量挥发性有机化合物（VOCs）的有效替代指标。由于时间分辨率有限，很难准确描述其昼夜变化规律，尤其是在存在多种污染源的城市环境中。随着卫星时间分辨率的不断提升，了解地表与大气中的甲醛浓度关系变得十分重要，因为地表浓度对人类健康的影响最为直接。Pandora光谱仪是一种地面遥感光谱仪，能够以亚小时级的分辨率测定对流层中甲醛的柱浓度以及近地表浓度。在这里，我们利用部署在马萨诸塞州剑桥市的Pandora光谱仪多年来的观测数据，研究在不同气象条件下的甲醛地表与大气浓度关系，重点探讨了海风等中尺度沿海现象的影响。我们发现，对于中午时段的数值，美国环保署的实地测量数据、Pandora的近地表观测数据以及模型模拟结果之间具有较好的一致性。地表和大气中的甲醛浓度会随着气象条件的变化而发生系统性变化，在西风天气的早晨，由于边界层发展过程中的向下混合作用，两者浓度会出现分离现象。化学传输模型能够准确模拟西风天气下的气象条件以及地表甲醛浓度；不过，它往往无法准确反映晨间大气柱浓度与地表浓度之间的差异。在海风天气时，我们会观察到地表与大气中甲醛浓度行为的分化，这是因为地表风控制着近地表的空气团，而大范围的西风则影响着整个对流层中的甲醛浓度。在波士顿大都会区，长距离输送是导致甲醛浓度高于背景值的主要因素，这很可能是由于在输送过程中异戊二烯前体物被氧化所导致的二次生成。我们的研究结果有助于更深入地理解甲醛的地表与大气浓度关联，也为在沿海城市环境中更好地解读卫星观测数据、为空气质量管理提供支持提供了可能。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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