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1、第11卷第4期地球信息科学学报Vol111,No142009年8月JOURNALOFGEO2INFORMATIONSCIENCEAug1,2009基于MODIS数据的北京气溶胶类型特性与影响因素分析1121邬明权,牛铮,乔玉良,吴朝阳(1.中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;2.太原理工大学矿业工程学院,太原030024)摘要:应用北京城区2001-2007年间的MODIS气溶胶产品及辅助气象数据,分析了北京气溶胶类型特性及其变化趋势,以及风速、降水与气温等气候条件对其的影响。根据AOT550-FM关系模型,将北京气溶胶分成
2、城市/工业型(UI),沙尘型(DD),干净海洋型(CM)和混合型(MT)4种类型,并在此基础上,结合辅助气象数据,分析了气候对总体气溶胶和各类型气溶胶的影响。研究表明,受风向、气温、降水等气候因素影响,北京气溶胶在5月取得最大值,北京气溶胶的主要类型为沙尘型气溶胶(DD)和混合型气溶胶(UI),而主要影响气溶胶为沙尘型气溶胶(DD)和城市/工业型气溶胶(UI)。在2001-2007年间,城市/工业型气溶胶(UI)有较明显的增长,沙尘型气溶胶(DD)则呈现为与地面统计数据相符的下降趋势,总体气溶胶和其他类型气溶胶都处于基本稳定状态,北京大气环境基本稳定。关
3、键词:AOT;MODIS;气溶胶类型;北京1引言遥感气溶胶产品如MODIS气溶胶产品可以满足气[5]溶胶监测精度要求。目前,卫星遥感技术已经气溶胶的光学厚度、粒子大小及散射特性等应用于城市可吸入颗粒物(PM)研究、大气污染的[6]光学与物理特征对全球气候和辐射平衡有重要影迁移、城市空气质量预测等方面。响,然而由于气溶胶影响因素的复杂性,使得气本文利用北京城区2001年1月到2007年9月溶胶的时空分布及其与环境的相互作用具有很大间的MODIS气溶胶产品(MOD04_L2)的光学厚度[1]的不确定性。传统地面测量的点数据,虽然在(AOT550)和细模式(F
4、M)数据,结合风速、气温、某一特定地区的精度很高,却无法反映大区域内降水等气候资料,研究了北京气溶胶类型特性和气溶胶的时空分布,无法满足大区域范围内气溶变化趋势,并分析了其影响因素,为北京环境污胶监测的需求。遥感技术能够进行大范围的宏观染治理提供科学依据。观测,获取大区域的资料,在监测气溶胶的时空分布方面具有明显的优势。因此,在过去20年2北京气溶胶数据采集分析中,世界各国采取了一些措施,建立了TOMS,MODIS,MISR,POLDER,SPOT,SCIMACHY等211气溶胶分布的地理背景卫星遥感观测平台。目前,卫星遥感数据已气溶胶是大气与悬浮在其中
5、的固体和液体微[2][3]应用于时空分布和粒子特征等气溶胶特性监粒共同组成的多相体系,是指悬浮在地球大气中[4]测,大气气溶胶气候学与气溶胶类型区分等研的具有一定稳定性的,沉降速度小的,尺度范围究。在01001μm到几十μm之间的分子团、液态或固利用卫星遥感数据适宜于对气溶胶的动态监态粒子所组成的混合物。其来源分为自然源与人测,进而分析其影响因素。大量研究表明,卫星为排放两类。自然源主要包括沙漠、干旱半干旱收稿日期:2009-02-24;修回日期:2009-07-11.基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2007CB714406)。作者简介:邬明权(
6、1983-),男,湖南人,研究实习员,研究方向为大气遥感。Email:liexuewuwei@1631com©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net542地球信息科学学报2009年地区的裸地、海洋洋面、火山喷发口、植物燃烧opticaldepth)。产品的空间分辨率为10km×10km,和森林火灾等;人为排放主要来自石化燃料的燃只覆盖无云区域,处理级别为5(C005),已在全[4]烧。气溶胶的地理环境影响因素主
7、要指下垫面、球尺度内去除了倾斜误差。气溶胶光学厚度地理位置以及降水、风速条件等。下垫面决定了AOT是气溶胶消光系数在垂直方向的积分,反映气溶胶的自然来源,是气溶胶类型的主要影响因了气溶胶总量,FM反映了细微粒模式(气态核化[7]素,沙漠、干旱半干旱地区容易产生沙尘型气溶过程为主的累积模式和云中凝结过程)对光学厚胶,而近海地区则以海洋型气溶胶为主;地理位度的贡献。置一方面决定了下垫面的类型,另一方面由于气21212地面实测数据与实测气溶胶数据溶胶的容易迁移,因而一个地区的气溶胶往往受用多波段太阳光度计遥感气溶胶光学厚度是其周围地区环境的影响,中国北方地区的
8、沙尘天目前气溶胶遥感手段中最准确的方法,通常被用气是气溶胶迁移的典型例子;降水对
