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《华东师范大学》 2013年
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基于遥感与模式技术的华东地区可吸入颗粒物预报方法研究

陈圆圆  
【摘要】:颗粒物(particulate matter, PM)作为主要空气污染物之一,对人体健康具有显著危害,其中,空气动力学粒径小于10μm的PM10和小于2.51μm的PM2.5已成为大气环境研究的主要对象。利用极轨卫星上中分辨率遥感传感器空间覆盖大、光谱波段多、重访周期短等特点开展PM监测具有重要意义和广阔前景,但同时仍有若干关键问题有待解决。本文以上海及周边地区为主要研究区,开展PM10与PM25、PM10与气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)和气象/环境参数、PM2.5与AOD等之间的相关性分析和相关增强处理。在此基础上,以位于华东师范大学的直接广播极轨卫星遥感数据接收系统为中心,研究一套以快速反演获取的AOD和全球预报系统(Global Forecast System, GFS)气象场为主要数据源,以气块轨迹模式为驱动的遥感空气质量动态监测方案。本文主要得到以下几个方面的结论: (1)基于单站获取的和全市多站点平均获取的PM10与PM2.5日均浓度都呈现显著相关,两者浓度均具有冬季高、夏季低的季节特征,颗粒物污染来源以本地源为主。 (2)PM10与AOD的空间分布均呈现由北向南递减的趋势,但两者的季节特征略有差异,研究表明,在不同季节采用不同的湿度或标高订正方法,对提高两者的相关性会产生较明显的影响;同时,多分辨率分析结果显示,PM10与AOD在长时间序列上具有一致的周期性,而PM2.5与AOD相关性分析也显示二者显著相关,从而为利用卫星遥感开展近地层PM10与PM2.5监测提供了可行性。 (3)PM10与主要气象因子的相关性在空间上(不同城市)或时间上(不同季节)均呈现一定差异,其中在空间上呈现北高南低的特点;将卫星遥感获取的AOD作为自变量开展地理加权回归分析的结果表明,AOD在时间和空间上都能较显著地提高PM10与相关气象因子的相关性,但仍存在空间分异。 (4)利用多元逐步回归和小波变换的方法,构建了不同尺度的PM10增强型估算模型,其中,结合各城市具体特征建立的小尺度城市估算模型与整个华东区域的中尺度估算模型相比,具有更高的准确率和精度;无论在哪个尺度下,AOD均是PM10估算的最重要变量。 (5)集成实时接收并反演的卫星遥感数据与GFS气象场数据,在颗粒物扩散模式的基础上,实现了可吸入颗粒物的48小时遥感动态跟踪监测,并利用Hysplit模式分析得出上海地区颗粒物远距离输送的敏感高度在1500m附近。 (6)通过可吸入颗粒物重污染过程的模拟研究,对遥感动态跟踪监测方法进行验证,结果显示,本文方法的结果与Hysplit后向轨迹模拟结果一致,与星载雷达Calipso资料反演的垂直方向气溶胶组成一致。 本文主要创新点: (1)通过研发以实时接收并快速反演的卫星遥感为主要数据源,结合气象预报场与气块轨迹模式的可吸入颗粒物区域动态监测方法,为开展快速、动态、大范围的空气质量监测提供了一种新方法。 (2)在PM10与AOD相关性分析的研究中,发现了二者的相关性对湿度订正、标高订正的季节敏感性,同时通过已有大量长期积累的PM10和AOD数据,建立了一种PM10的增强型估算方法,不仅提高了其遥感估算精度,还为今后高精度PM2.5遥感估算提供了借鉴。 (3)在传统颗粒物本地源解析的基础上,引入后向轨迹模式对颗粒物远距离输送过程进行定量模拟,并实现了在500m、1000m和1500m三个高度层上颗粒物输送的贡献率及敏感高度的判断。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X513;X831

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何宗健;袁胜林;肖美;;夏季南昌市大气颗粒物PM_(10)·PM_(2.5)污染水平研究[J];安徽农业科学;2010年03期
2 邹长武;郑雪峰;印红玲;;大气颗粒物源解析化学质量平衡模型研究进展[J];安徽农业科学;2010年30期
3 何秀;邓兆泽;李成才;刘启汉;王美华;刘晓阳;毛节泰;;MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM_(10)监测方面的应用研究[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2009年02期
4 胡佳;亢燕铭;;中国北方二氧化硫发生源向南方输送模拟研究[J];环境科学与管理;2009年01期
5 王皓;查勇;;MODIS气溶胶光学厚度对城市空气质量的指示[J];城市环境与城市生态;2006年03期
6 陈淑燕,王炜,瞿高峰;短时交通量时间序列的小波分析-模糊马尔柯夫预测方法[J];东南大学学报(自然科学版);2005年04期
7 刘东,戚福弟,金传佳,岳古明,周军;合肥上空卷云和沙尘气溶胶退偏振比的激光雷达探测[J];大气科学;2003年06期
8 金立新;侯青叶;杨忠芳;包雨函;李忠惠;徐州;陈德友;;四川德阳地区农田生态系统重金属健康风险评价[J];地学前缘;2008年05期
9 罗红,王凤婕,陈小青,谭晓东;细颗粒物对呼吸系统疾病作用的研究进展[J];湖北预防医学杂志;2003年03期
10 黄嫣旻;魏海萍;张元茂;;上海吴淞地区PM_(10)中重金属的来源分析[J];环境科学与技术;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 程兴宏;徐祥德;许建明;丁国安;;SO_2、NO_2加密观测对排放源反演及空气质量预报影响的数值模拟研究[A];中国气象学会2007年年会大气成分观测、研究与预报分会场论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵斌;华北地区大气污染源排放状况研究[D];中国气象科学研究院;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓荣添;;某氟化铝项目环境风险评价及预防措施[J];安防科技;2012年01期
2 郭小芳;王长征;;储油库火灾爆炸环境风险评价[J];安防科技;2012年03期
3 茆长荣,尚广萍;合肥市城市PM_(10)污染成因及控制对策[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
4 牛刚;合肥市空气污染水平分析及控制对策探讨[J];安徽化工;2005年03期
5 贺佳;宋豫秦;;基于水域风险排查结果的我国环境风险管理体系分析[J];安徽农业科学;2007年34期
6 孙亚东;邓斌;魏春璇;贾黎;;合肥城市化进程对气候的影响[J];安徽农业科学;2008年26期
7 裴洪芹;;临沂地区夏季高温统计特征分析[J];安徽农业科学;2008年27期
8 汤博;李俊生;罗建武;;湿地生态风险评价综述[J];安徽农业科学;2009年13期
9 王祖炉;陈彬彬;吴幸毓;冯宏芳;;福建宁德沿海海陆风观测结果及特征分析[J];安徽农业科学;2009年20期
10 王友强;刘强;郭卫华;邵艳芳;郭锐;;中华文化标志城规划建设气候条件分析[J];安徽农业科学;2009年31期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 翟秋敏;袁媛;路晓芳;王广华;;开封市近地层PM_(10)、PM_(2.5)中金属元素垂直分布特征研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
2 周志恩;张丹;翟崇治;温汝俊;;重庆市主城区颗粒物的来源解析研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 赵肖;周雯;郭振仁;;区域健康风险评估模式的建立与应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
4 李明明;王雁;闫世明;陈二萍;卢淑贤;;大气污染扩散模式在环境影响评价中的比较研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
5 余江;陈文清;胡蝶;张军;;中国冶炼企业重金属环境污染特征与风险分级管理体系研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
6 龚选波;王广才;;石油烃污染场地健康风险评价[A];地下水开发利用与污染防治技术专刊[C];2009年
7 王鹏;王晨晟;张智杰;洪普;王群;;武汉地区气溶胶光学性质与空气质量的相关性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 刘山云;佘廉;;基于ISM和FTA方法的水污染公共安全事件影响因素研究[A];第十三届中国管理科学学术年会论文集[C];2011年
9 朱宪春;乐群;;上海市PM_(10)的时间分布特征及其与气象条件的关系[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
10 潘永地;;利用常规气象观测风资料计算湍流统计特征量的探讨[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭芳;自然体育分类体系构建及其生态化发展研究[D];东北师范大学;2010年
2 李鸣;鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D];南昌大学;2010年
3 魏玉梅;二甲基甲酰胺(DMF)人群暴露评估及其健康风险的研究[D];浙江大学;2011年
4 徐梦侠;城市生活垃圾焚烧厂二恶英排放的环境影响研究[D];浙江大学;2009年
5 张朝能;高原山区地形条件下城市重气泄漏风洞实验与数值模拟[D];昆明理工大学;2008年
6 王庆松;山东城市化发展战略对大气环境影响研究[D];山东大学;2010年
7 张涌;太原太钢地区PM_(2.5)对大鼠动脉肌源性反应的影响[D];山西医科大学;2011年
8 董春娇;多状态下城市快速路网交通流短时预测理论与方法研究[D];北京交通大学;2011年
9 杨志凌;风电场功率短期预测方法优化的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 王芳;滨海旅游可持续发展研究[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马志峰;我国高职院校融资问题研究[D];河北大学;2009年
2 郭丽岗;煤化工行业环境风险评价与控制研究[D];河北大学;2009年
3 张赟齐;亚热带城乡森林水文化学特点的研究[D];安徽农业大学;2010年
4 路新燕;郑州市空气颗粒物污染状况调查及研究[D];郑州大学;2010年
5 范益君;基于GIS人口密度模型的区域大气环境风险评价研究[D];大连理工大学;2010年
6 王威;区域重大化学品危险源污染监控防范体系研究[D];大连理工大学;2010年
7 贺伟光;开封市污染气象特征与大气环境容量研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 马娟;城市固体废弃物卫生填埋场环境风险评价[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 景毅;条斑星鲽(Verasper moseri)卵巢细胞系的建立及几种内分泌干扰物对其生殖与遗传毒性作用的研究[D];中国海洋大学;2010年
10 申莉莉;中国典型天气系统影响下沙尘传输特征分析[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁磊;张卫东;蒋昌潭;赵琦;;大气颗粒物源解析的遗传算法模型的改进[J];安徽农业科学;2007年16期
2 李燕;王友强;刘强;;天气气候条件对大气污染物分布的影响[J];安徽农业科学;2009年04期
3 张磊;程温莹;陈琛;;四川成都东郊大气颗粒物水溶性酸性离子测定[J];安徽农业科学;2009年20期
4 张志刚,赵燕华,陈万隆,薛玉兰,高庆先,杨新兴,苏福庆,任阵海;北京沙尘天气与源地气象条件的关系[J];安全与环境学报;2003年01期
5 刘铁民;低概率重大事故风险与定量风险评价[J];安全与环境学报;2004年02期
6 刘洪莲;李艳慧;李恋卿;金亮;潘根兴;;太湖地区某地农田土壤及农产品中重金属污染及风险评价[J];安全与环境学报;2006年05期
7 孙雪丽;程水源;陈东升;郭秀锐;王海燕;;区域污染对北京市采暖期SO_2污染的影响分析[J];安全与环境学报;2006年05期
8 张志泉;事故性泄漏的有毒气体的风险性评价[J];北方环境;2004年04期
9 金永民;解宇;;利用二重源解析技术解析抚顺市大气颗粒物的来源[J];环境科学与管理;2006年08期
10 黄娟;邵超峰;张余;;关于环境风险评价的若干问题探讨[J];环境科学与管理;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李金香;董树平;虞统;李海军;冯鹏;;夏季三类天气过程中北京市大气颗粒物组成和来源的单颗粒分析[A];第九届全国气溶胶会议暨第三届海峡两岸气溶胶技术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 樊曙先;南京市区与郊区气溶胶PM_(2.5)元素及多环芳烃污染特征的对比研究[D];南京信息工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 姚保垒;突发重金属污染事故的环境风险研究[D];郑州大学;2010年
2 夏俊荣;利用激光雷达探测兰州大气气溶胶辐射特性[D];兰州大学;2006年
3 范莹;青岛市大气颗粒物的定量源解析[D];中国海洋大学;2006年
4 陈炼钢;土壤地下水污染治理健康风险分析系统研究[D];清华大学;2005年
5 李彩霞;长沙市大气颗粒物的污染特征及源解析[D];湖南大学;2008年
6 赵洪阳;土壤地下水污染现场健康风险评价技术对比研究[D];清华大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张克潭,吕爱华,冯银厂,朱坦;乌鲁木齐市可吸入颗粒物中多环芳烃的源解析[J];干旱环境监测;2005年03期
2 徐恩;;陶瓷生产区空气中PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1质量浓度的变化特[J];环境;2006年S1期
3 宋华旸;冯伟;;北京市扫路机作业扬尘监测与分析[J];环境卫生工程;2009年02期
4 刘泽常;刘玉堂;侯鲁健;王兆军;;济南市可吸入颗粒物时空变化规律研究[J];山东建筑大学学报;2010年01期
5 刁永发;沈猛;顾平道;邹钺;;燃煤可吸入颗粒物及重金属汞控制技术研究进展[J];东华大学学报(自然科学版);2010年01期
6 张永;刘玉敏;郭新彪;;室内外PM_(2.5)质量浓度(重量法)的Meta分析[J];首都公共卫生;2010年05期
7 邵龙义,时宗波,黄勤;都市大气环境中可吸入颗粒物的研究[J];环境保护;2000年01期
8 谈立峰,陈小岳,刘海荣,秦黎霞,陈红春,刘仁泉;光散射法替代滤膜称重法在公共场所空气可吸入颗粒物监测中的应用研究[J];中国公共卫生;2000年11期
9 易颖林;株洲市空气质量排名第九的思考与对策[J];株洲师范高等专科学校学报;2005年02期
10 张桂芹;刘泽常;王磊;;可吸入颗粒物产生机理的研究[J];环境与可持续发展;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐旭常;;我国城市空气的燃烧源可吸入颗粒物的污染与防治(摘要)[A];中国科协2003年学术年会大会报告汇编[C];2003年
2 冯喜媛;高枞亭;药明;;长春市可吸入颗粒物PM_(10)分布及其与气象因子的相关分析[A];第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2009年
3 向银花;王小刚;赵增立;李海滨;;燃烧源中可吸入颗粒物的研究进展[A];2004年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2004年
4 马雁军;王扬锋;刘宁微;洪也;;辽宁中部城市群可吸入颗粒物PM_(10)、PM_(2.5)的污染水平[A];第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2009年
5 吕森林;邵龙义;Merolla L;吴明红;焦正;Jones T;;城市可吸入颗粒物(PM_(10))对质粒DNA损伤的研究——以北京市PM_(10)为例[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
6 郭学森;商华杰;吴晓澍;张振乾;黄川;李显刚;;某学院食堂空气中可吸入颗粒物浓度的实测与分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
7 王海英;郭琳;;离子色谱法测定石家庄环境空气中可吸入颗粒物水溶性成分[A];第11届全国离子色谱学术报告会论文集[C];2006年
8 李丰果;杨冠玲;何振江;;用紫外可见光分光计研究可吸入颗粒物的吸收特性[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 但尚铭;但玻;谭钦文;杨枬;;可吸入颗粒物(PM_(10))空间特点与城市热岛格局的关系分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
10 林江;樊建人;;人体上呼吸道中微颗粒沉积的动力学特性研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张庆源;奥运空气[N];21世纪经济报道;2007年
2 记者 朱竞若 王明浩;北京可望有更多蓝天[N];人民日报;2011年
3 叶滨;2007年哈市“好天”又增加两天[N];哈尔滨日报;2008年
4 记者 张楠;鹤城天蓝水清空气新[N];齐齐哈尔日报;2010年
5 记者 罗兵;改进大气环境质量评价体系[N];中国质量报;2011年
6 记者 薛秀泓;我国将建区域污染联防制度[N];中国改革报;2006年
7 田洋实习生 于芮;优良空气全年300天以上[N];贵州日报;2007年
8 记者  芦燕娟 实习生 王子明;今年我市“创模”重点破“难”[N];济南日报;2006年
9 张淼淼;环保专家对北京奥运期间空气质量有信心[N];新华每日电讯;2008年
10 记者 李晓萌;机动车明年分级限行[N];长江日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈圆圆;基于遥感与模式技术的华东地区可吸入颗粒物预报方法研究[D];华东师范大学;2013年
2 张强华;南京市工业和商业区域可吸入颗粒物的污染特征及控制研究[D];南京理工大学;2012年
3 刘彦飞;哈尔滨市可吸入颗粒物物理化学特征及生物活性研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
4 李灿;地板送风系统室内可吸入颗粒物分布及二次悬浮特性研究[D];湖南大学;2010年
5 赵利容;广州市城区街道毒害空气污染物暴露特征及其来源分析[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
6 潘峰;车内可吸入颗粒物热运动分析[D];吉林大学;2009年
7 孙德帅;声场与射流耦合作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究[D];青岛科技大学;2009年
8 薛岩松;可吸入颗粒物浓度的遥感监测方法研究[D];浙江大学;2011年
9 段军;可吸入颗粒物对大鼠心脏交感神经分布和神经生长因子表达的影响及β受体阻滞剂的干预作用[D];北京协和医学院;2012年
10 赵海波;颗粒群平衡模拟的随机模型与燃煤可吸入颗粒物高效脱除的研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马静颖;可吸入颗粒物的静电迁移行为及其理化特性研究[D];浙江大学;2002年
2 武辉;太康市大气中PM_(10)及PPAHs的监测与分析[D];太原理工大学;2002年
3 马芳;河北南部地区PM_(10)污染的模拟研究[D];河北工程大学;2011年
4 王艳;基于MODIS和PM_(10)数据的广州地区大气环境质量研究[D];中南大学;2009年
5 唐明;北京城区可吸入颗粒物分布与土地覆盖类型的关系研究[D];首都师范大学;2011年
6 李红格;山西省大气中PM_(10)及PAHs的监测与分析[D];太原理工大学;2005年
7 陶德;包头市空气环境质量特征及污染防治措施研究[D];内蒙古大学;2010年
8 朱晖;环境空气中微粒过滤材料性能的实验研究[D];东华大学;2005年
9 李光辉;槽道内可吸入颗粒物近壁运动的直接数值模拟[D];清华大学;2005年
10 沈宏雷;南京大气可吸入颗粒物的理化特性研究[D];南京信息工程大学;2011年
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