DOAS 丈量原理从安稳光源宣布的光 I o(λ, L),经过气室后,由透镜搜集光集聚进入光谱仪。由于沿光程的气体分子的吸收、分子散射,导致了接纳光强削弱。在光经过距离 L的光程后,接纳光 I(λ,L)可以由 L ambert-Beer 规律来表明: 00 ( , ) ( , ) exp[ ( ( , , ) ( ) ( , ) ( , )) ] ( ) l L j j R M jl I L I L p T c l l l dl N ? ? ?????????? ????????() 关于每一种气体, ( , , ) j p T ? ?是在波长λ,压力 p和温度为 T时的吸收截面。( ) j c l 是沿光程在距离 l 处的密度。 M?和 R?别离表明瑞利散射、 Mie 散射的消光系数。 N(λ)是光强 I(λ,L)上的光子噪声。在图 中,I(λ,L) 为经过大气的后光谱(为了简化阐明,假定其间只含有甲醛的吸收)。在大多数的 DOAS 体系中, 回来的光被聚集到光谱仪的入射狭缝上,经光谱仪分光,光谱由探测器记载。由于光谱仪有限的分辨率,光谱 I(λ, L )的形状发生了改动,这样的一个进程的数学描绘是大气光谱 I(λ,L )与光谱仪的仪器函数 H进行卷积, 表明与典型的仪器函数 H卷积后,投影在探测器上的光谱 I*(λ,L)。在探测器记载光谱的进程中,光谱规模被映射为 n个离散的像元( PDA D 探测器),用i来表记, 每个像元表明从λ(i)到λ(i+1) 的距离积分。这个距离可以精确的经过波长-像元映射Γ I 核算得到。关于线性色散( : ( ) (0) I i i ? ??? ???) , 像元的光谱宽度为常数( 0 ( ) ( 1) ( ) i i i ? ???? ????) 。像元 i上的光强( ) I i 表明为(疏忽任何的仪器因子,如不同像元的呼应不一样), ( 1) ( ) ( ) ( , ) ii I i I L d ??? ?????( ) 一般来说,波长-像元映射Γ I可以用多项式来表明: 0 : ( ) qk I k k i i ? ??? ???( ) 矢量( k?)确认了像元 i-波长λ(i)的映射。参数 0?的改动的物理含义为光谱的平移, 1?的改动表明了光谱的线性拉抻和紧缩,k阶参数 k?描绘了光谱的非线性变形。参数矢量( k?)物改动能是光谱丈量条件引起的,由于光栅光谱仪跟着每 k 温度的改动移动 1/10 个像元。因此,在光谱分析中有必要对这些影响进行批改。图 表明了记载并存储在核算机中的离散谱( ) I i 。 DOAS 技能开始是规划用来丈量大气的吸收光谱[Platt 1994] , 与实验室中的丈量比较,大气丈量不可能把握观测气体的肯定吸收,由于不可以移去大气来取得光强信息。 DOAS 技能的根底原理是经过将吸收截面分为两部分来处理这一个问题的: b