如何精准了解城市空气中的污染物分布？地面站够详细吗？——德国科研团队使用齐柏林飞艇带着高精度仪器把“实验室”搬上了天，在德国城市与工业上空绘制出了空气污染的三维地图。
这项研究成果发表在《Atmospheric Measurement Techniques》期刊上，提供了对城市NOx、O₃、CO等污染物的垂直分布、时间变化和来源识别的全新视角。
测试方法
研究团队使用了一艘75米长的齐柏林飞艇，搭载Bruker MGA气体分析仪在2020年5月、6月和9月，共执行了24天、172架次飞行任务，覆盖法兰克福、科隆、波恩等城市以及多个工业区、高速公路。飞艇在飞行中缓慢升降，在200~450米高度范围内连续采样，尤其在起飞与降落阶段，获得了大量垂直剖面数据。
结果一：清晨NOx浓度高，午后臭氧抬头
通过分析不同时间段的垂直剖面数据，研究发现：
清晨地面NOx浓度高，随着边界层扩展逐步稀释；
午后光化学反应增强，O₃浓度显著上升并呈均匀分布。
结果二：飞艇数据与地面站相辅相成
飞艇垂直数据与地面监测站进行比对发现，飞艇更能反映城市污染的层状结构与稀释过程，为地面站点的“点位”观测提供了空间补充。
结果三：NOx/CO比值揭示污染源类型
研究分析了250-450米高空的NOx/CO排放比值，发现其日均值为0.36，接近EDGAR排放清单中的城市交通与居民源特征。某些区域比值高达2.5，锁定了如化工园区、炼油厂等工业源。
结果四：锁定火电厂污染羽流并与模式验证
在一项专门飞行任务中，飞艇穿越了威斯韦勒煤电厂排放羽流，实测NOx浓度与大气模拟模式EURAD-IM预测值误差低于12%，验证了飞艇平台用于排放核算与模式检验的高价值。
BRUKER MGA助力观测
在飞艇上执行这项观测任务的“核心武器”就是Bruker MGA10-GP多组分气体分析仪。
这是一台基于中红外量子级联激光（QCL）吸收光谱技术的创新仪器，能够同时高精度测量10种气体（包括NOx、O₃、CO、CO₂、CH₄、N₂O、NH₃、SO2、HONO等），具有高时间分辨率（10Hz）、高精度（ppb-ppt级）、所有气体同步测量等优势，且体积紧凑，功耗低，适合于走航、机载测试等。
在本研究中，MGA的稳定性与快速响应特性使其成为飞艇测试的中坚力量，为实现空中污染物实时精准测量的提供保障。
BRUKER MGA10-GP多组分气体分析仪
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