【摘要】：大氣顆粒物是目前主要的大氣污染物,衛(wèi)星遙感反演氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)數(shù)據(jù)可彌補(bǔ)大氣顆粒物地面觀測(cè)站點(diǎn)空間覆蓋的不足。以長江三角洲16個(gè)主要城市為研究區(qū)域,將Terra和Aqua兩顆衛(wèi)星MODIS傳感器2013年的AOD產(chǎn)品,經(jīng)過垂直訂正和濕度訂正轉(zhuǎn)換成近地面氣溶膠消光系數(shù),以此反映該地區(qū)的空氣污染情況�；诘乩硖綔y(cè)器方法,定量地分析長江三角洲地區(qū)空氣污染的主要風(fēng)險(xiǎn)因子以及各因子的影響強(qiáng)度�？諝馕廴撅L(fēng)險(xiǎn)因子包括GDP、人口、坡度、土地覆蓋類型、平均氣溫、平均降水量和平均風(fēng)速。結(jié)果表明:長江三角洲地區(qū)的空氣污染分布呈現(xiàn)北高南低的特征;氣象類要素對(duì)空氣污染的空間分布影響顯著,其中降水量的影響最大;各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子對(duì)空氣污染分布的影響有明顯的交互增強(qiáng)作用。
【圖文】：

對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展意義重大。1數(shù)據(jù)與方法1.1研究區(qū)概況長江三角洲是長江入海處沖積形成的三角洲，地形以平原為主，為亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，是我國東部沿海重要的經(jīng)濟(jì)核心區(qū)域。本文選取了長江三角洲16個(gè)主要城市(圖1)。包括上海、南京、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、南通、揚(yáng)州、泰州、杭州、寧波、嘉興、湖州、紹興、舟山、臺(tái)州。近年來長江三角洲AOD較高的區(qū)域有著逐年增加的趨勢(shì)［11，12］，因此，研究本地區(qū)的環(huán)境效應(yīng)和風(fēng)險(xiǎn)因子對(duì)空氣污染的影響強(qiáng)度，，具有重要意義。圖1研究區(qū)高程示意Fig.1StudyArea1.2數(shù)據(jù)來源及處理1.2.1AOD數(shù)據(jù)MODIS全稱ModerateＲesolutionImagingSpec-troradiometer，是搭載于極軌衛(wèi)星Terra(上午星)和Aqua(下午星)上的中分辨率成像光譜儀，提供了反演地球物質(zhì)的豐富信息［13］。經(jīng)過多次算法的改進(jìn)，2014年NASA推出了Collection006版本3km×3km的高空間分辨率AOD產(chǎn)品［14］，該產(chǎn)品整體精度略優(yōu)于C005［15］，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，Ｒemer等［16］基于全球陸地AEＲONET站點(diǎn)的6個(gè)月的資料進(jìn)行驗(yàn)證，MODIS3kmAOD產(chǎn)品有±0.05±0.25AOD的期望誤差，且在中國部分地區(qū)有較好的適應(yīng)性［17，18］。本研究利用2013年長江三角洲的MODIS3kmAOD產(chǎn)品，提取550μm波長處AOD數(shù)據(jù)集，為了提高數(shù)據(jù)的空間覆蓋，將每日上、下午的衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合使用。對(duì)AOD進(jìn)行訂正的數(shù)據(jù)是歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(EuropeanCentreforMedium-ＲangeWeatherForecasts，ECMWF)發(fā)布的再分析邊界層高度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)(http://apps．ecmwf．int/datasets/)空間分辨率為0.125°×0.125°，重采樣到與AOD相同的空間分辨率且時(shí)間接近、空間位置匹配后進(jìn)行訂正。該模?

圖3技術(shù)流程圖Fig.3TechnologyFlowChart1.3.1AOD訂正AOD與近地面的PM2.5、PM10等氣溶膠顆粒物有著一定的相關(guān)性［27］，在經(jīng)過垂直訂正和濕度訂正后，線性關(guān)系顯著增強(qiáng)［28，29］。因此需要對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到的AOD數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直訂正和濕度訂正。垂直訂正旨在消除AOD受氣溶膠標(biāo)高的影響。AOD描述了氣溶膠對(duì)光的衰減作用，整層大氣柱的AOD可以近似表示為［29，30］:τa(λ)≈ka，0(λ)∫"0exp(－z/HA)dz=ka，0(λ)HA(1)式中:τa為AOD，ka，0(λ)為近地面處的消光系數(shù)，HA為氣溶膠標(biāo)高［28］。因此，AOD可以利用氣溶膠標(biāo)高進(jìn)行垂直訂正后，得到近地面的氣溶膠消光系數(shù)。氣溶膠標(biāo)高可近似用大氣邊界層高度(BoundaryLayerHeight，BLH)代替［31，32］。由于AOD在垂直方向上的分布隨著季節(jié)而變化［33］，因此本文求取2013年ECMWF的BLH數(shù)據(jù)季節(jié)平均值，如圖4，(a)、(b)、(c)、(d)分別是BLH春夏秋冬平均結(jié)果，研究區(qū)4個(gè)季節(jié)BLH的平均值為:春季1068.64m、夏季1311.43m、秋季1157.98m、冬季792.99m。再利用公式(1)，對(duì)AOD進(jìn)行垂直訂正。濕度訂正旨在消除AOD受空氣濕度的影響。由于空氣中的部分氣溶膠粒子具有一定的吸濕性，粒子吸收水汽膨脹后，其物理、光學(xué)特性會(huì)發(fā)生改變［34］，而實(shí)際的大氣環(huán)境具有一定的濕度，因此需要消除空氣濕度對(duì)AOD的影響。利用濕度訂正因子對(duì)近地面的氣溶膠消光系數(shù)進(jìn)行濕度訂正，訂正公式為［29］:ka，0，dry(λ)=ka，0(λ)1/(1－ＲH/100)(2)ka，0，dry為濕度訂正后近地面的氣溶膠消光系數(shù);ＲH為相對(duì)濕度(ＲelativeHumidity)。結(jié)合ECMWF發(fā)
【作者單位】： 華東師范大學(xué)地理信息科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;華東師范大學(xué)中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所環(huán)境遙感與數(shù)據(jù)同化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室;華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院;華東師范大學(xué)美國科羅拉多州立大學(xué)中美新能源與環(huán)境聯(lián)合研究院;
【基金】：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題(2016YFC1302602) 上海市衛(wèi)計(jì)委環(huán)境衛(wèi)生與勞動(dòng)衛(wèi)生重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(15GWZK0201) 上海市科委重大項(xiàng)目課題(15DZ1207805)~~
【分類號(hào)】：X51;X87

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本文編號(hào)：2536703