基于MODIS數(shù)據(jù)的江浙滬地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)厚度研究.pdf

1、大氣氣溶膠是影響環(huán)境和氣候的重要因子，氣溶膠光學(xué)厚度是氣溶膠最重要的參數(shù)之一，也是表征大氣渾濁度的一個(gè)重要因素。氣溶膠光學(xué)厚度能夠反映區(qū)域大氣的污染程度，因此精確探測(cè)大氣氣溶膠光學(xué)厚度對(duì)于研究氣候變化以及區(qū)域污染狀況有重大意義。與傳統(tǒng)的地面遙感探測(cè)方法不同，衛(wèi)星遙感的反演方法具有覆蓋面積廣，獲取數(shù)據(jù)更方便快捷等優(yōu)點(diǎn);近年來利用衛(wèi)星遙感反演氣溶膠光學(xué)厚度已取得了很多成果，在植被濃密的地區(qū)中，紅藍(lán)波段光譜的地表反射率較低，這類區(qū)域的氣溶膠光

2、學(xué)厚度反演已達(dá)到較高的精度。本文首先利用2011-2012年的MODIS Level2(MOD04)氣溶膠數(shù)據(jù)產(chǎn)品分析了江浙滬地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)厚度的時(shí)空變化特征，主要是季節(jié)變化，月變化，年際變化，城市空間變化分布特征。根據(jù)獲取的南京站的地基數(shù)據(jù)，然后通過Roberto.Levy等人提出的V5.2反演算法，借助6S輻射傳輸模型，采用江蘇省的2011年5月的MODIS L1B數(shù)據(jù)，對(duì)江蘇地區(qū)的大氣氣溶膠光學(xué)厚度進(jìn)行反演，給出江蘇省氣溶膠光

3、學(xué)厚度的具體分布情況，將反演結(jié)果與南京信息工程大學(xué)站點(diǎn)（江蘇省）的地面太陽光度計(jì)資料進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，并分析誤差產(chǎn)生的原因，得出主要結(jié)論如下:
　　(1)江浙滬地區(qū)AOD的季節(jié)變化，江浙滬地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度峰值出現(xiàn)在春夏兩季，春季平均氣溶膠光學(xué)厚度最大，值為0.71，夏季平均氣溶膠光學(xué)厚度值為0.69，秋季平均氣溶膠光學(xué)厚度值為0.54，冬季平均氣溶膠光學(xué)厚度最小，值為0.42。結(jié)合波長(zhǎng)指數(shù)α分析，夏季α平均值為1.05，秋季α平均值

4、為1.13，夏秋兩季以細(xì)粒子為主，春冬兩季α平均值比夏秋季小，春季α平均值為0.62，冬季α平均值為0.68，春冬兩季以粗粒子為主。
　　(2)江浙滬地區(qū)AOD的月變化，AOD月變化呈正態(tài)分布，AOD在1月至6月逐漸升高，到6月份達(dá)到最大，值為0.95，AOD在7-12月開始逐漸減小，7，8月AOD急劇減小，7月的AOD值為0.81，8月的AOD為0.62，9-11月減小趨于穩(wěn)定，AOD最小出現(xiàn)在12月，值為0.37。
　　

5、(3)江浙滬地區(qū)的2011，2012年AOD變化比較，2011年中AOD最大值出現(xiàn)在5月，2012年AOD最大值出現(xiàn)在在7月，2011年，2012年各月AOD之間差值最大的在5月，2012年5月的AOD值為0.67，2011年5月的AOD值為0.98，兩者相差0.31，2012年7月的AOD為1.05，2011年7月的AOD值0.81，兩者相差0.24。2011年1-5月的AOD值高于2012年同期的1-5月的AOD值。
　　(4

6、)江浙滬地區(qū)AOD的城市空間分布，由于地形的客觀存在，使得氣溶膠在邊界層得水平擴(kuò)散受到抑制，以上海和麗水為例，上海市的AOD在春季，夏季，秋季，冬季的平均值分別為為0.76，0.92，0.61，0.45，麗水市的AOD春季，夏季，秋季，冬季的平均值分別為0.56，0.79，0.52，0.37。上海地區(qū)的AOD在各季節(jié)的平均值都高于同時(shí)期內(nèi)的麗水市AOD的各季節(jié)平均值，說明平原城市AOD普遍高于山區(qū)城市。以上海，湖州，南京，淮安為例，上海

7、的AOD的月平均值為0.61，湖州的AOD的月平均值為0.45，上海的AOD月均值高于湖州，南京的AOD的月平均值為0.57，淮安的AOD月平均值為0.48，南京的AOD月均值高于淮安，所以，工業(yè)發(fā)達(dá)城市普遍高于工業(yè)欠發(fā)達(dá)城市。
　　(5)通過對(duì)江蘇省氣溶膠光學(xué)厚度進(jìn)行反演，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在蘇南地區(qū)，以南京-無錫-蘇州為中心的城市帶，這些區(qū)域的AOD值在0.6-1之間，蘇北地區(qū)，大部分地區(qū)的AOD值在0.2-0.3之間，但徐州地區(qū)的氣溶

8、膠光學(xué)厚度在0.4-0.5之間，高于蘇北地區(qū)的宿遷，淮安等周邊城市。蘇南與蘇北之間的蘇中地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度主要集中在0.3-0.5之間，呈明顯的過度地帶。但南通地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度出現(xiàn)高值0.5-0.6，高于蘇中周邊地區(qū)的泰州，揚(yáng)州地區(qū)的氣溶膠光學(xué)厚度，符合江浙滬地區(qū)AOD的時(shí)空分布特征。
　　(6)用V5.2算法反演江蘇省的氣溶膠光學(xué)厚度分布，選取了2011年5月3日和2011年5月24日的反演結(jié)果與地面太陽光度計(jì)的數(shù)據(jù)資料對(duì)比驗(yàn)