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长江三角洲地区大气气溶胶光学厚度的遥感监测

施成艳  
【摘要】:大气气溶胶光学厚度能够反映区域大气的污染程度,对评价大气环境污染、研究气溶胶的辐射气候效应具有重要意义,因此精确探测大气气溶胶光学厚度对于研究气候变化以及区域污染状况意义重大。与传统的地面遥感探测方法不同,卫星遥感反演方法具有覆盖面积广、数据获取方便、数据传输快捷等优点,能更快捷高效地获取大气气溶胶数据,摆脱了地基探测方法只能获取一定站点上的数据,不能获得大区域范围内气溶胶时空分布的不足,利用卫星遥感弥补了地面观测、监测资料的不足,方便人们及时了解大区域范围内的大气气溶胶变化。本文主要包括以下几个方面的内容: 1、通过Robertc.Levy等人提出的V5.2反演算法,采用Terra/MODIS的MODISIB数据为数据源,对长江三角洲地区的气溶胶光学厚度进行了反演,按照春夏秋冬四个季节给出每个季节的反演实例。春季雨水增多加之春耕生产活动的进行,气溶胶粒子组成较为复杂。气溶胶光学厚度最大值出现在江苏省的南京和泰兴,中心最大值为0.98,临安、海宁等周边地区的大气气溶胶光学厚度比市区的要小很多。夏季长江三角洲的北部(江苏省的南京、镇江、扬州等)和南部(浙江省的临海、宁海、新昌等)气溶胶光学厚度值较小,平均值在0.35左右。秋季气溶胶光学厚度较小,最大值分布在太湖以北(南京、镇江、无锡、扬州等)和上海地区,气溶胶光学厚度中心最大值在1.7左右。长江三角洲的西南部大气气溶胶光学厚度较小,最小值为0.19。冬季气溶胶的高值区主要分布长江三角洲中南部的沿海城市,上海地区出现气溶胶最大值,中心最大值为0.85,而浙江省的大部分地区气溶胶值不大于0.2。利用反演的2001年和2009年大气气溶胶数据和土地利用土地覆盖数据进行对比,表明气溶胶光学厚度的变化与城市下垫面、城市化密切相关。 2、利用MODIS卫星遥感气溶胶MOD04产品和CE-318地基观测值对比验证,结果表明精度通过99%的置信度要求。利用2001-2009年9年的长江三角洲地区的MOD04数据产品分析了这一时间段中气溶胶的时空变化特征。春夏的气溶胶光学厚度比秋冬要大,春季平均气溶胶光学厚度最大0.7141,冬季最小0.4952。2002年开始气溶胶光学厚度逐渐减小,2005年后逐渐变大,2007年出现极大值0.6712,随后逐渐减小。长江三角洲地区气溶胶的AOD的空间特征:气溶胶高值主要分布在江苏南部、上海以及杭州湾区域。通过对气溶胶波长指数a分析,表明春季波长指数a较小,说明大粒径粒子为主控粒子,气溶胶颗粒较大。秋冬季节a较大,表明气溶胶主要是人为产生的小颗粒气溶胶。


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