卫星气溶胶反演.pdf

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1、北京大学2013年定量遥感进展我国中东部极端雾霾卫星解析陈良富遥感科学国家重点实验室2013年7月6日内容1.极端大气污染的现状与成因问题？2.卫星观测现状与问题？3.发展战略与关键技术？我国大气污染依然十分严重三个显著特点①影响范围大②持续时间长③浓度水平高极端雾霾期间北京的情景监测站点分布4极端污染事件成因认识目前主流认识①污染物排放量大②扩散条件不利③区域污染和本地污染叠加北京主要污染物•燃煤、机动车、工业污染和扬尘•燃煤：3.34亿吨（京津冀：0.24、0.4、2.7亿吨）钢铁：耗煤大约1.6亿吨电厂和热电：耗煤1.28亿吨水泥：耗煤在0.16亿吨三项合计占总耗煤的90

2、%。——中国石油石油化工研究院李振宇极端雾霾期间中东部卫星监测结果北京市常见的污染过程北京的空气质量受天气过程控制非常明显•北京一场风、或一场雨过后，空气质量非常好•静稳天气，排放的污染物逐渐累积，空气质量逐渐变差•大概经过一周时间，又来一场风，把污染物刮跑6北京市局地污染状况SO:21ug/m32NO:84ug/m32PM10:121ug/m32010年11月5日摄于香山成因解释——排放量大、静稳天气、局地排放集聚主要污染物——燃煤、机动车、工业污染和扬尘7局地源引起颗粒物浓度分布北京地区：卫星遥感获得的1km分辨率的地面PM、PM干102.5质量浓度（2007年8月15日晴天）PM

3、10分布PM2.5分布——RemoteSensingofEnvi.,2010区域尺度遥感监测PM、PM月平均浓度102.5PM10七月八月九月PM2.5ScienceinChina(SeriesD),20111月8～14日期间中东部地区雾霾分布101月24～30日期间中东部地区雾霾分布11霾范围与PM分布2.52013.1.8~2013.1.1412从卫星监测的对流层NO柱浓度2华北地区的NO对流层柱浓度分布图22013年1月1日2013年1月9日2013年1月26日逆温层不利于污染物扩散,造成污染物浓度水平高13OMI臭氧监测仪／Aura卫星OMI（OzoneMonitoringIn

4、strument）波段范围：270–500纳米，紫外－可见光紫外气溶胶指数（UAI，UVAerosolIndex)：基于大气分子散射与气溶胶吸收特性，可以用于紫外波段吸收性气溶胶的探测。对2km以上矿物质气溶胶和生物质燃烧的烟尘敏感，可探测中高层的浮尘、生物质燃烧等可以探测对流层污染气体NO、SO222013年1月9日浮尘发现新源：西北来了浮尘8－14日浮尘监测结果2013.1.82013.1.92013.1.102013.1.122013.1.132013.1.14发现新源：西北来了浮尘24－29日浮尘监测结果2013.1.242013.1.252013.1.262013.1.

5、272013.1.282013.1.29发现新源：西北来了浮尘1月周平均浮尘分布2013.1.1~2013.1.72013.1.8~2013.1.142013.1.15~2013.1.212013.1.22~2013.1.2918发现新源：西北来了浮尘？•华北地区上空，近2～3天就有一次浮尘来袭全国1月份浮尘发生的频次分布19CALIOP云气溶胶偏振激光雷达／CALIPSO卫星——CALIOP（Cloud-AerosolLidarwithOrthogonalPolarization)•搭载在CALIPSO卫星上、可以在532nm、1064nm波段探测气溶胶后向散射，在532nm波段探测

6、气溶胶线性偏振度•矿物质（浮尘、沙尘）可通过非球型具有较高的退偏比很容易被识别•CALIPSO算法基于光学特性可以识别出气溶胶的6种亚类：烟羽、沙尘、污染沙尘、排放的污染物、海洋型气溶胶.激光雷达探测到的大气云气溶胶后向散射系数的垂直剖面浮尘和污染物混合2013年1月11日2013年1月13日2：00时浮尘和污染物混合2013年1月24日2013年1月25日颗粒物吸湿增长，消光能力增强依据：北京地区2007年8月至2009年8月四个季节内PM平均质量消光10效率随相对湿度变化模型春夏秋冬23底层大气有偏南风1月8日18点1月9日18点1月10日18点1月11日18点1月12日24点1月

7、13日8点1月14日24点1月15日18点24底层大气有偏南风1月24日18点1月25日18点1月26日18点1月27日18点1月28日18点1月29日18点1月30日18点1月31日18点25AIRS红外数据反演的湿度廓线5km以下大气湿度廓线分布北京：8－14日郑州：8－14日北京：25－30日郑州：25－30日偏南风带来了大量水汽26颗粒物吸湿增长，能见度下降依据：北京地区2007年8月至2009年8月四个季节内PM平均质量消光10效率随