臭氧探空仪工作原理及应用
臭氧探空仪工作原理及应用
臭氧探测仪也称臭氧探空仪，是指应用化学方法直接测量臭氧含量的仪器。目前用于对大气中臭氧垂直结构进行直接探测的臭氧探空系统工作原理，基本上有两大类：一类是基于臭氧对紫外辐射的吸收，另一类则基于臭氧的氧化性。中国自20世纪80年代末开始研制大气臭氧探测仪系统。
仪器简介
臭氧探测仪(ozone-sonde)，也称臭氧探空仪，是指应用化学方法直接测量臭氧含量的仪器。
工作原理
目前用于对大气中臭氧垂直结构进行直接探测的臭氧探空系统种类很多，但就其工作原理而言，基本上有两大类：一类是基于臭氧对紫外辐射的吸收，即根据臭氧对某一选定紫外波长的吸收的强弱来确定臭氧量的多寡，根据这一原理，研制成了各类臭氧分析仪、光学臭氧探测仪等;另一类则基于臭氧的氧化性，即根据臭氧与一些物质的氧化反应来对臭氧含量进行定量分析，各类电化学式臭氧探测仪都是基于这一原理。
目前，在气象业务中获得应用的臭氧探测仪多数属于电化学式臭氧探测仪。大气臭氧探测仪一般用氢气球携带升空，用无线电将探测信号送到地面，人们通过地面接收系统可以实时地获得从地面到约30 km高度范围内的臭氧和其它气象参数的垂直分布资料。
电化学式臭氧探测仪的工作基础是臭氧与碘化钾溶液的氧化还原反应。由于臭氧分子与中性碘化钾作用可产生自由碘，臭氧愈多则产生的碘愈多。电化学臭氧感应法以铂为阴极、银丝为阳极，用两极间的电流大小表达自由碘的产生率。其反应式为：
在这一氧化还原反应过程中所形成的流动电流与单位时间内同碘化钾溶液发生反应的臭氧量成正比。这样通过对装有碘化钾溶液的反应池及阴、阳极的精心设计和让一定数量的含有臭氧的空气连续不断地进入反应池，便可根据所产生电流的大小来定量确定空气中所含的臭氧量。
应用
中国自行研制的大气臭氧探空系统中的臭氧测量单元属于电化学式。中国自20世纪80年代末开始研制大气臭氧探测仪系统，并结合科研任务，曾先后在南极中山站、北京、河北香河、兴隆等地区施放大气臭氧探测仪近200余套。
与此同时，为配合科学考察等任务的进行，我国科技工作者近些年来先后在北极和青藏高原等地区也使用国外臭氧探测仪进行过大气臭氧探测仪的施放工作，中国气象局在我国西北地区也进行了为期1年的臭氧探测仪施放工作。所有这些工作都为中国大气臭氧探测仪的发展和业务施放积累了经验。
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