武漢市MODIS氣溶膠光學厚度與空氣PM10濃度的關系研究.pdf

1、大氣氣溶膠是地球-大氣-海洋系統(tǒng)的重要組成部分，在地球輻射平衡中通過散射和吸收太陽輻射影響地氣系統(tǒng)的輻射收支平衡，從而影響氣候變化，同時也與人類健康緊密相關。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化進程加速，大氣污染問題日趨嚴重?？晌腩w粒物PM10已成為在我國大多數(shù)地區(qū)的首要污染物。針對武漢市大氣污染現(xiàn)狀，本研究利用NASA提供的2008年1月1日至2010年12月31日3年MODO4數(shù)據(jù)(氣溶膠光學厚度AOD)，建立了與同時段PM10

2、日均值間的關系模型，以期實現(xiàn)利用遙感手段實時動態(tài)地監(jiān)測地面大氣污染的目的。并利用HYSPLIT的在線模式對2011年11月23日武漢市一次典型污染事件進行后向軌跡分析，以追溯污染物的來源。研究結果如下：
　　 (1)3年中基于MODIS LIB數(shù)據(jù)反演的AOD數(shù)據(jù)，分別與PM10建立線性、對數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、一元二次方程五種類型的回歸模型，模擬結果顯示，五種類型的回歸模型模擬效果均達到極顯著水平，但一元二次方程模型的決定系數(shù)

3、為0.242，高于其他四種模型，為反映AOD與PM10關系的最佳擬合模型。
　　 (2)直接應用3年中每日PM10與AOD的平均數(shù)據(jù)建立他們之間的全年一元二次方程模型，兩者之間相關性極顯著，但模型決定系數(shù)只有0.242，并不高，進而嘗試擬合二者之間的季節(jié)模型。而利用3年中春季和夏季每日PM10與AOD的平均值分別建立的一元二次方程模型，決定系數(shù)分別為0.505、0.570，有較大提高。但利用3年中秋季和冬季每日PM10與AOD的

4、平均值分別建立的一元二次方程模型決定系數(shù)分別為0.154、0.363，冬季略有提高，秋季效果不明顯。在步長為30的情況下，全年及四季模型的擬合精度分別為29％、69.8％、91.5％、78.2％、76.3％，預測精度分別為27.4％、69.2％、95.7％、85.2％、63.2％，總體上看，不同季節(jié)的PM10與AOD關系模型的擬合精度和預測效果仍不理想。
　　 (3)進一步引入水平能見度、相對濕度等氣象因子數(shù)據(jù)分別對AOD、PM

5、10數(shù)據(jù)進行垂直訂正和濕度訂正，并以經(jīng)過標高改正的AOD數(shù)據(jù)作為自變量，經(jīng)過濕度訂正的PM10作為因變量進行全年及季節(jié)模型擬合，在步長為30的情況下，全年及各季節(jié)的PM10與AOD的關系模型的擬合精度分別為81.3％、88.7％、97.9％、83.6％、84.2％，預測精度分別為78.9％、76.9％、100％、96.3％、78.9％。模型擬合精度及預測精度顯著提升，表明利用遙感技術監(jiān)測的AOD數(shù)據(jù)經(jīng)垂直訂正后，用來預測城市空氣PM10