Quantitative fernerkundungsbasierte Studie zu räumlicher und zeitlicher HCHO-Verteilung und Herkunft in der Stadt Guangzhou auf Basis der hyperspektralen Technologie
Formaldehyd (HCHO) als wichtiger Luftschadstoff beeinträchtigt nicht nur die Qualität der regionalen Atmosphärenumwelt, sondern stellt auch eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Derzeit basieren die Überwachungsmethoden für HCHO hauptsächlich auf Bodenmessungen. Der Mangel an vertikalen Beobachtungen behindert jedoch das vertikale Verständnis der HCHO-Entwicklung und der atmosphärischen chemischen Prozesse in großer Höhe. Basierend auf Beobachtungsdaten des hochspektralen Instruments des Instituts für Geochemie in Guangzhou wurden in dieser Studie mithilfe des optimalen Schätzwertschätzungsverfahrens vertikale HCHO-Profile von Dezember 2020 bis November 2021 erhalten. Es wurde festgestellt, dass die HCHO-Konzentration in Guangzhou in vertikaler Richtung eine untere Grenzschicht (6,61 ppb) > mittlere Grenzschicht (4,76 ppb) > obere Grenzschicht (3,00 ppb) aufweist; und zeitlich gesehen im Sommer (8,58 ppb) > Frühling (8,50 ppb) > Herbst (8,05 ppb) > Winter (5,43 ppb) auftritt. Die tägliche vertikale Variation von HCHO in verschiedenen Jahreszeiten ist ähnlich, wobei die höchste Konzentration bei 200 m auftritt und ein Doppelgipfel-Änderungsmuster aufweist, wobei der erste Gipfel gegen 08:00-10:00 und der zweite Gipfel gegen 14:00 erscheint. Darüber hinaus wurde mithilfe eines Multiplen Linearen Regressionsmodells basierend auf Fernerkundungsdaten die Trennung der HCHO-Hintergrundkonzentration, der primären und sekundären Quellenkonzentration während des Beobachtungszeitraums erreicht. Die Studie ergab, dass während des gesamten Beobachtungszeitraums die sekundäre Quellenkonzentration von HCHO (ca. 64,10%) > Hintergrundkonzentration (ca. 20,20%) > primäre Quellenkonzentration (ca. 15,70%); zusätzlich, aufgrund des Einflusses von VOC-Emissionskonzentrationen und photochemischer Reaktionsstärke, liegt der Anteil der sekundären HCHO-Konzentration im Sommer deutlich über dem im Winter. Durch die Analyse der vertikalen täglichen Variation von HCHO an Wochenenden und Werktagen wurde festgestellt, dass die HCHO-Emissionsniveaus in Guangzhou an Wochenenden keine deutliche Abnahme zeigten. Diese Studie kann das Verständnis der räumlichen und zeitlichen Verteilungsmerkmale von HCHO vertiefen und Datenunterstützung für die Entwicklung von Maßnahmen zur Vorbeugung und Kontrolle von Verschmutzung bereitstellen.