CN104792672A - Pm2.5质量浓度的高度分布探测装置及其探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PM2.5质量浓度的高度分布探测装置及其探测方法。装置由PM2.5颗粒物探测仪(2)和CCD侧向散射激光雷达(1)分别经串行接口或并行接口与数据处理器(3)电连接组成；方法为先使PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达于同一地点同时工作，再将PM2.5颗粒物探测仪测定的地面上的PM2.5质量浓度和CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数一起送往数据处理器，之后，由数据处理器先将地面上的PM2.5质量浓度除以地面上的气溶胶后向散射系数，得到比例系数，再由比例系数乘以不同高度上的气溶胶后向散射系数，得到PM2.5质量浓度的高度分布。它能方便地对不同高度上的PM2.5质量浓度进行测定，可广泛地应用于研究污染物扩散规律、环境评估、预报及治理等领域。

Description

PM2.5质量浓度的高度分布探测装置及其探测方法

技术领域

本发明涉及一种质量浓度的高度分布探测装置及探测方法，尤其是一种PM2.5质量浓度的高度分布探测装置及其探测方法。

背景技术

PM2.5是大气中粒径小于2.5微米颗粒物的总称，它们是大气中气溶胶的一个重要组成部分，主要分布在近地面层。PM2.5的比表面积较大，和粗颗粒物相比更容易富集有毒物质。由于它们对人体的危害较大，故已引起了广泛的关注，如欧美国家已从20世纪90年代开始就开展了对细颗粒物的采样和监测，美国于1997年也颁布了PM2.5质量浓度的环境标准：日平均值为65μg/m³，年平均值为15μg/m³。目前，人们为了测量PM2.5质量浓度，使用的仪器为颗粒物质量探测仪，其探测原理主要有微量振荡天平法和β射线吸收法。这种仪器虽也能测得PM2.5质量浓度，却因其为原位探测式的，故只能布置在有限点进行近地面层的PM2.5质量浓度的测量，而无法对PM2.5质量浓度的高度分布进行探测。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种能对不同高度上的PM2.5质量浓度进行测定的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：PM2.5质量浓度的高度分布探测装置包括PM2.5颗粒物探测仪，特别是，

所述探测装置由PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达分别经串行通信接口或并行通信接口与数据处理器电连接组成，用于将PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达的输出整合为PM2.5质量浓度的高度分布。

作为PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的进一步改进：

优选地，CCD侧向散射激光雷达由与控制器电连接的激光器和CCD相机组成，其中的CCD相机位于激光雷达发射光束的侧面。

优选地，串行通信接口为RS-232接口，或RS-422接口，或RS-485接口。

优选地，数据处理器为微型计算机，或工业控制计算机。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法包括由PM2.5颗粒物探测仪获得PM2.5颗粒的质量浓度，特别是完成步骤如下：

步骤1，先使PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达于同一地点同时工作，再将PM2.5颗粒物探测仪测定的地面上的PM2.5质量浓度和CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数一起送往数据处理器；

步骤2，由数据处理器先将地面上的PM2.5质量浓度除以地面上的气溶胶后向散射系数，得到比例系数，再由比例系数乘以CCD侧向散射激光雷达反演的不同高度上的气溶胶后向散射系数，得到PM2.5质量浓度的高度分布。

作为PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法的进一步改进：

优选地，CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数的过程为，

过程1，先将CCD侧向散射激光雷达工作在大气较均匀(晴好天气、微风情况下的夜晚)时间段内的水平方向上，选定散射角为179～180度处为参考点的气溶胶比相函数值和大气分子比相函数值皆为1，再测得参考点上的气溶胶后向散射系数值，并认定此值与水平方向上各散射角处的气溶胶后向散射系数值皆相等，之后，

过程1.1，将参考点上的气溶胶后向散射系数值和气溶胶比相函数值与CCD相机各像素的偏角θ、角宽度dθ、CCD相机和激光雷达发射光束的垂直距离D一起代入侧向散射激光雷达方程式中，方程中的P(θ)为θ偏角方向上对应像素接收到的信号强度，P₀为激光雷达发射光束的功率，K为接收系统的光学透过率，A为光学系统的有效面积，T_t、T_r分别为激光竖直方向和斜方向上的透过率，β(θ)为气溶胶侧向散射系数，其由β(θ)＝β₁(θ)f₁(θ)+β₂(θ)f₂(θ)构成，式中的β₁(θ)为气溶胶后向散射系数、β₂(θ)为大气分子后向散射系数、f₁(θ)为气溶胶比相函数、f₂(θ)为 大气分子比相函数，按以下方法反演计算出参考点相邻点上的气溶胶比相函数值，

设参考点散射角为θ_c，气溶胶后向散射系数为β₁(θ_c)，大气的光学厚度为τ_c，取常数则带衰减的侧向散射激光雷达信号β′(θ)定义为

${\mathrm{\β}}^{\′}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\θ}\right)}{C}$   ①，

理论上带衰减的侧向散射激光雷达信号的表达式为，

β′(θ)＝[β₁(θ)f(θ)₁+β₂(θ)f₂(θ)]exp-(Δτ+τ_c(1/cos(π-θ)-1/cos(π-θ_c))+Δτ/cos(π-θ))dθ

  ②，

式中的Δτ为散射角从θ_c到θ处的大气垂直光学厚度，从参考点开始，运用数值算法，拟合方程①式和②式，数值解出参考点相邻点上的气溶胶比相函数f₁(θ_c+dθ)，

过程1.2，将相邻点作为新的参考点，向散射角变小的方向选取新的相邻点，重复过程1.1，数值解出新相邻点上的气溶胶比相函数f₁(θ_c+dθ)，直至获得探测范围内所有选定散射角的气溶胶比相函数值，得到气溶胶比相函数f₁(θ)的廓线；

过程2，先将CCD侧向散射激光雷达工作在与水平面相垂直方向上，并认定由过程1得到的水平方向上的气溶胶比相函数值与垂直方向上的相等，再选取探测高度0.8～1.5km上的某处作为参考点，测得该点上的气溶胶后向散射系数值，之后，

过程2.1，将参考点上的气溶胶后向散射系数值和气溶胶比相函数值与CCD相机各像素的偏角θ、角宽度dθ、CCD相机和激光雷达发射光束的垂直距离D一起代入侧向散射激光雷达方程式中，按以下方法反演计算出参考点相邻点上的气溶胶后向散射系数值，

设参考点散射角为θ_c，气溶胶后向散射系数为β₁(θ_c)，大气的光学厚度为 τ_c，取常数则带衰减的侧向散射激光雷达信号β′(θ)定义为

${\mathrm{\β}}^{\′}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\θ}\right)}{C}$   ①

理论上带衰减的侧向散射激光雷达信号的表达式为，

β′(θ)＝[β₁(θ)f(θ)₁+β₂(θ)f₂(θ)]exp-(Δτ+τ_c(1/cos(π-θ)-1/cos(π-θ_c))+Δτ/cos(π-θ))dθ

  ②，

式中的Δτ为散射角从θ_c到θ处的大气垂直光学厚度，从参考点开始，运用数值算法，拟合方程①式和②式，数值解出参考点相邻点上的气溶胶后向散射系数β₁(θ_c+dθ)，

过程2.2，将相邻点作为新的参考点，先后向高处和低处两个方向上选取新的相邻点，重复过程2.1，数值解出新相邻点上的气溶胶后向散射系数β₁(θ_c+dθ)，直至获得探测范围内所有选定高度上的气溶胶后向散射系数值，得到气溶胶后向散射系数β₁(θ)的廓线。

优选地，测得参考点上的气溶胶后向散射系数值为使用后向散射激光雷达，或使用探空气球。

优选地，水平方向上和垂直方向上各相邻点的个数均为2000～4000个。

相对于现有技术的有益效果是：

其一，采用这样的结构后，就可将PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达有机地融合为一体，为实现PM2.5质量浓度的高度分布探测奠定了良好的基础，使之在数据处理器的统一管控下，方便地对不同高度上的PM2.5质量浓度进行有效的测定，使其作为大气环境探测设备，可广泛地应用于研究污染物扩散规律、环境评估、预报及治理等领域。

其二，探测方法科学、便捷和高效

(1)PM2.5质量浓度与气溶胶后向散射系数之间的相关性

PM2.5质量浓度是单位体积内粒子半径小于2.5微米气溶胶质量的总和，用D表示，则它可表示为式中的ρ为气溶胶的密度，n(r) 为气溶胶的粒子谱分布，积分变量是粒子半径，积分上下限是从0到2.5微米。气溶胶后散射系数β理论上可表示为式中的σ_s0是气溶胶在后向上单位立体角的散射截面，这里的积分变量也是粒子半径，积分限是从0到无穷大。从以上两者的数学表达式可知，它们都与气溶胶的谱分布有关，只是粒子半径的积分限不同。当气溶胶粒子的谱分布一定时，PM2.5质量浓度与气溶胶后向散射系数就成正比例关系，或者说PM2.5质量浓度与气溶胶后向散射系数的比例系数与气溶胶的谱分布有关。

(2)PM2.5质量浓度的探测数据与气溶胶后向散射系数的融合

以上叙述的是所谓“干气溶胶”关系。当气溶胶吸附水汽后，粒子的半径会变大，导致谱分布发生变化，从而引起气溶胶光学性质发生变化，即有气溶胶后向散射系数变大。但这种吸湿水分子后的谱分布变化，对PM2.5质量浓度没有影响，也即是在其他条件不变的情况下，水汽仅对气溶胶后向散射系数有影响，对PM2.5质量浓度没有影响。这就导致PM2.5质量浓度与气溶胶后向散射系数的比例关系还与大气中的水汽有关。一年四季中，不同的天气和不同的地点，大气气溶胶的谱分布、水汽含量是不一样的，即使是同一天同一地点不同时刻它们也不一样，故PM2.5质量浓度与气溶胶消光系数之间的比例系数就是时间和地点的函数。

基于以上的分析，申请人利用在同一地点和同一时刻，PM2.5质量浓度与气溶胶后向散射系数的比例系数为一确定值之自然规律，采用对同地同时探测到的地面上的PM2.5质量浓度和不同高度上的气溶胶后向散射系数进行整合的方法，解决了上述难题，得到了不同高度上的PM2.5质量浓度。

经与其它方法比较和验证后，此不同高度上的PM2.5质量浓度与实际情况的符合率几乎一致。当将本发明投入实际使用后，由其组成的系统的探测结果达到或超过了设计时的指标，其具体指标如下：

激光器：脉冲工作方式，工作波长为532nm，脉冲能量大于260mJ，重复频率大于10Hz，发散角约为0.5mrad；

CCD相机：在-20度条件下暗光子数小于1光子数/像元，总张角大于60度，分辨角小于0.03度/像元；

后向散射激光雷达的望远镜：直径大于200mm；

PM2.5颗粒物探测仪：探测灵敏度1μg/m³，量程大于1000μg/m³；

系统的高度分辨率：小于10m；

系统的高度盲区距离：小于10m；

系统的最远探测高度：在晴天时，大于10km；

系统的反演精度：与PM2.5颗粒物探测仪比对，偏差小于10％。

附图说明

图1是本发明的一种基本结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

参见图1，PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的构成如下：

探测装置由PM2.5颗粒物探测仪2和CCD侧向散射激光雷达1分别经串行(或并行)通信接口与数据处理器3电连接组成；其中，CCD侧向散射激光雷达1由与控制器12电连接的激光器11和CCD相机13组成，其中的CCD相机13位于激光雷达发射光束4的侧面，串行通信接口为RS-232接口(或RS-422接口，或RS-485接口)，数据处理器3为微型计算机(或工业控制计算机)，用于将PM2.5颗粒物探测仪2和CCD侧向散射激光雷达1的输出整合为PM2.5质量浓度的高度分布，其具体的探测方法的工作流程如下：

首先对CCD相机进行标定，其具体过程如中国发明专利申请CN103344611A于2013年10月9日公布的一种基于CCD成像技术的侧向激光雷达测量气溶胶参数的方法中所述。

接着，

步骤1，先使PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达于同一地点同时工作。再将PM2.5颗粒物探测仪测定的地面上的PM2.5质量浓度和CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数一起送往数据处理器；其中，CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数的过程为，

过程1，先将CCD侧向散射激光雷达工作在大气较均匀——晴好天气、微风情况下的夜晚时间段内的水平方向上，选定散射角为180(可为179～180)度处为参考点的气溶胶比相函数值和大气分子比相函数值皆为1，再测 得参考点上的气溶胶后向散射系数值，并认定此值与水平方向上各散射角处的气溶胶后向散射系数值皆相等，其中，测得参考点上的气溶胶后向散射系数值为使用后向散射激光雷达，之后，

过程1.1，将参考点上的气溶胶后向散射系数值和气溶胶比相函数值与CCD相机各像素的偏角θ、角宽度dθ、CCD相机13和激光雷达发射光束4的垂直距离D一起代入侧向散射激光雷达方程式中，方程中的P(θ)为θ偏角方向上对应像素接收到的信号强度，P₀为激光雷达发射光束的功率，K为接收系统的光学透过率，A为光学系统的有效面积，T_t、T_r分别为激光竖直方向和斜方向上的透过率，β(θ)为气溶胶侧向散射系数，其由β(θ)＝β₁(θ)f₁(θ)+β₂(θ)f₂(θ)构成，式中的β₁(θ)为气溶胶后向散射系数、β₂(θ)为大气分子后向散射系数、f₁(θ)为气溶胶比相函数、f₂(θ)为大气分子比相函数，按以下方法反演计算出参考点相邻点上的气溶胶比相函数值，

设参考点散射角为θ_c，气溶胶后向散射系数为β₁(θ_c)，大气的光学厚度为τ_c，取常数则带衰减的侧向散射激光雷达信号β′(θ)定义为

${\mathrm{\β}}^{\′}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\θ}\right)}{C}$   ①，

理论上带衰减的侧向散射激光雷达信号的表达式为，

β′(θ)＝[β₁(θ)f(θ)₁+β₂(θ)f₂(θ)]exp-(Δτ+τ_c(1/cos(π-θ)-1/cos(π-θ_c))+Δτ/cos(π-θ))dθ

  ②，

式中的Δτ为散射角从θ_c到θ处的大气垂直光学厚度，从参考点开始，运用数值算法，拟合方程①式和②式，数值解出参考点相邻点上的气溶胶比相函数f₁(θ_c+dθ)，

过程1.2，将相邻点作为新的参考点，向散射角变小的方向选取新的相邻点，重复过程1.1，数值解出新相邻点上的气溶胶比相函数f₁(θ_c+dθ)，水平方向上各相邻点的个数为3000(可为2000～4000)个，直至获得探测范围 内所有选定散射角的气溶胶比相函数值，得到气溶胶比相函数f₁(θ)的廓线；

过程2，先将CCD侧向散射激光雷达工作在与水平面相垂直方向上，并认定由过程1得到的水平方向上的气溶胶比相函数值与垂直方向上的相等，再选取探测高度0.8～1.5km上的某处作为参考点，测得该点上的气溶胶后向散射系数值，其中，测得参考点上的气溶胶后向散射系数值为使用后向散射激光雷达，之后，

过程2.1，将参考点上的气溶胶后向散射系数值和气溶胶比相函数值与CCD相机各像素的偏角θ、角宽度dθ、CCD相机13和激光雷达发射光束4的垂直距离D一起代入侧向散射激光雷达方程式中，按以下方法反演计算出参考点相邻点上的气溶胶后向散射系数值，

设参考点散射角为θ_c，气溶胶后向散射系数为β₁(θ_c)，大气的光学厚度为τ_c，取常数则带衰减的侧向散射激光雷达信号β′(θ)定义为

${\mathrm{\β}}^{\′}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\θ}\right)}{C}$   ①，

理论上带衰减的侧向散射激光雷达信号的表达式为，

β′(θ)＝[β₁(θ)f(θ)₁+β₂(θ)f₂(θ)]exp-(Δτ+τ_c(1/cos(π-θ)-1/cos(π-θ_c))+Δτ/cos(π-θ))dθ

  ②，

式中的Δτ为散射角从θ_c到θ处的大气垂直光学厚度，从参考点开始，运用数值算法，拟合方程①式和②式，数值解出参考点相邻点上的气溶胶后向散射系数β₁(θ_c+dθ)，

过程2.2，将相邻点作为新的参考点，先后向高处和低处两个方向上选取新的相邻点，重复过程2.1，数值解出新相邻点上的气溶胶后向散射系数β₁(θ_c+dθ)，垂直方向上各相邻点的个数为3000(可为2000～4000)个，直至获得探测范围内所有选定高度上的气溶胶后向散射系数值，得到气溶胶后向散射系数β₁(θ)的廓线。

步骤2，由数据处理器先将地面上的PM2.5质量浓度除以地面上的气溶 胶后向散射系数，得到比例系数。再由比例系数乘以CCD侧向散射激光雷达反演的不同高度上的气溶胶后向散射系数，得到PM2.5质量浓度的高度分布。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置及其探测方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种PM2.5质量浓度的高度分布探测装置，包括PM2.5颗粒物探测仪(2)，其特征在于：

所述探测装置由PM2.5颗粒物探测仪(2)和CCD侧向散射激光雷达(1)分别经串行通信接口或并行通信接口与数据处理器(3)电连接组成，用于将PM2.5颗粒物探测仪(2)和CCD侧向散射激光雷达(1)的输出整合为PM2.5质量浓度的高度分布。

2.根据权利要求1所述的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置，其特征是CCD侧向散射激光雷达(1)由与控制器(12)电连接的激光器(11)和CCD相机(13)组成，其中的CCD相机(13)位于激光雷达发射光束(4)的侧面。

3.根据权利要求1所述的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置，其特征是串行通信接口为RS-232接口，或RS-422接口，或RS-485接口。

4.根据权利要求1所述的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置，其特征是数据处理器(3)为微型计算机，或工业控制计算机。

5.一种权利要求1所述PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法，包括由PM2.5颗粒物探测仪获得PM2.5颗粒的质量浓度，其特征在于完成步骤如下：

步骤1，先使PM2.5颗粒物探测仪和CCD侧向散射激光雷达于同一地点同时工作，再将PM2.5颗粒物探测仪测定的地面上的PM2.5质量浓度和CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数一起送往数据处理器；

步骤2，由数据处理器先将地面上的PM2.5质量浓度除以地面上的气溶胶后向散射系数，得到比例系数，再由比例系数乘以CCD侧向散射激光雷达反演的不同高度上的气溶胶后向散射系数，得到PM2.5质量浓度的高度分布。

6.根据权利要求5所述的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法，其特征是CCD侧向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数的过程为，

过程1，先将CCD侧向散射激光雷达工作在大气较均匀时间段内的水平方向上，选定散射角为179～180度处为参考点的气溶胶比相函数值和大气分子比相函数值皆为1，再测得参考点上的气溶胶后向散射系数值，并认定此值与水平方向上各散射角处的气溶胶后向散射系数值皆相等，之后，

过程1.1，将参考点上的气溶胶后向散射系数值和气溶胶比相函数值与CCD相机各像素的偏角(θ)、角宽度(dθ)、CCD相机(13)和激光雷达发射光束(4)的垂直距离(D)一起代入侧向散射激光雷达方程式中，方程中的P(θ)为θ偏角方向上对应像素接收到的信号强度，P₀为激光雷达发射光束的功率，K为接收系统的光学透过率，A为光学系统的有效面积，T_t、T_r分别为激光竖直方向和斜方向上的透过率，β(θ)为气溶胶侧向散射系数，其由β(θ)＝β₁(θ)f₁(θ)+β₂(θ)f₂(θ)构成，式中的β₁(θ)为气溶胶后向散射系数、β₂(θ)为大气分子后向散射系数、f₁(θ)为气溶胶比相函数、f₂(θ)为大气分子比相函数，按以下方法反演计算出参考点相邻点上的气溶胶比相函数值，

设参考点散射角为θ_c，气溶胶后向散射系数为β₁(θ_c)，大气的光学厚度为τ_c，取常数则带衰减的侧向散射激光雷达信号β′(θ)定义为

${\mathrm{\β}}^{\′}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\θ}\right)}{C}$                       ①，

理论上带衰减的侧向散射激光雷达信号的表达式为，

β′(θ)＝[β₁(θ)f(θ)₁+β₂(θ)f₂(θ)]exp-(Δτ+τ_c(1/cos(π-θ)-1/cos(π-θ_c))+Δτ/cos(π-θ))dθ

                                  ②，

式中的Δτ为散射角从θ_c到θ处的大气垂直光学厚度，从参考点开始，运用数值算法，拟合方程①式和②式，数值解出参考点相邻点上的气溶胶比相函数f₁(θ_c+dθ)，

过程1.2，将相邻点作为新的参考点，向散射角变小的方向选取新的相邻点，重复过程1.1，数值解出新相邻点上的气溶胶比相函数f₁(θ_c+dθ)，直至获得探测范围内所有选定散射角的气溶胶比相函数值，得到气溶胶比相函数f₁(θ)的廓线；

过程2，先将CCD侧向散射激光雷达工作在与水平面相垂直方向上，并认定由过程1得到的水平方向上的气溶胶比相函数值与垂直方向上的相等，再选取探测高度0.8～1.5km上的某处作为参考点，测得该点上的气溶胶后向散射系数值，之后，

过程2.1，将参考点上的气溶胶后向散射系数值和气溶胶比相函数值与CCD相机各像素的偏角(θ)、角宽度(dθ)、CCD相机(13)和激光雷达发射光束(4)的垂直距离(D)一起代入侧向散射激光雷达方程式中，按以下方法反演计算出参考点相邻点上的气溶胶后向散射系数值，

设参考点散射角为θ_c，气溶胶后向散射系数为β₁(θ_c)，大气的光学厚度为τ_c，取常数则带衰减的侧向散射激光雷达信号β′(θ)定义为

${\mathrm{\β}}^{\′}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{P\left(\mathrm{\θ}\right)}{C}$                         ①，

理论上带衰减的侧向散射激光雷达信号的表达式为，

β′(θ)＝[β₁(θ)f(θ)₁+β₂(θ)f₂(θ)]exp-(Δτ+τ_c(1/cos(π-θ)-1/cos(π-θ_c))+Δτ/cos(π-θ))dθ

                       ②，

式中的Δτ为散射角从θ_c到θ处的大气垂直光学厚度，从参考点开始，运用数值算法，拟合方程①式和②式，数值解出参考点相邻点上的气溶胶后向散射系数β₁(θ_c+dθ)，

过程2.2，将相邻点作为新的参考点，先后向高处和低处两个方向上选取新的相邻点，重复过程2.1，数值解出新相邻点上的气溶胶后向散射系数β₁(θ_c+dθ)，直至获得探测范围内所有选定高度上的气溶胶后向散射系数值，得到气溶胶后向散射系数β₁(θ)的廓线。

7.根据权利要求6所述的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法，其特征是测得参考点上的气溶胶后向散射系数值为使用后向散射激光雷达，或使用探空气球。

8.根据权利要求6所述的PM2.5质量浓度的高度分布探测装置的探测方法，其特征是水平方向上和垂直方向上各相邻点的个数均为2000～4000个。