濟(jì)南市PM10污染特征及氣溶膠光學(xué)厚度反演研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長,大氣污染問題日益嚴(yán)重,在我國絕大多數(shù)城市,可吸入顆粒PM10已成為影響環(huán)境空氣質(zhì)量的首要污染物.當(dāng)前我國大氣顆粒物監(jiān)測主要以地面監(jiān)測為主,但由于我國幅員遼闊,監(jiān)測網(wǎng)點相對分散,并且大部分集中在各大、中城市,依靠現(xiàn)有的臺站分布與監(jiān)測技術(shù),很難全面、連續(xù)地監(jiān)測我國的大氣環(huán)境質(zhì)量狀況.于傳統(tǒng)的地面監(jiān)測不同,衛(wèi)星遙感具有信息獲取快、面積覆蓋廣等特點,能快速高效地獲取大氣信息.
　　本文首先利用MODIS遙感數(shù)據(jù),反

2、演2010年濟(jì)南地區(qū)的氣溶膠光學(xué)厚度,結(jié)合衛(wèi)星過境時間地面PM10監(jiān)測濃度進(jìn)行回歸分析,建立AOD與PM10濃度之間的數(shù)學(xué)模型,以探討濟(jì)南市氣溶膠光學(xué)厚度與可吸入顆粒物 PM10之間的關(guān)系.在此基礎(chǔ)上,反演得出濟(jì)南市市區(qū)四季的氣溶膠光學(xué)厚度及PM10分布情況,并結(jié)合濟(jì)南市2010年4個監(jiān)測站點的PM10逐日監(jiān)測數(shù)據(jù)與同期氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析.得出以下主要結(jié)論:
　　(1)擴(kuò)展的暗象元法在濟(jì)南地區(qū)的氣溶膠光學(xué)厚度反演中是適用的,以中

3、紅外通道表觀反射率小于0.125(1/μ+1/)為標(biāo)準(zhǔn)(其中μ為衛(wèi)星天頂角的余弦),可尋找到在濟(jì)南市區(qū)分散度較好的暗象元.
　　(2)本次研究所設(shè)置的濟(jì)南市氣溶膠模式為城市型,反演得到的氣溶膠光學(xué)厚度在0.215到1.17之間,符合一般城市的氣溶膠濃度分布區(qū)間.
　　(3)濟(jì)南市氣溶膠光學(xué)厚度反演結(jié)果與地面PM10濃度之間存在較高的相關(guān)性,線性相關(guān)系數(shù)為0.74.通過五種常見模型對兩者做回歸分析,結(jié)果表明:從R2、標(biāo)準(zhǔn)誤差、

4、F統(tǒng)計量、F統(tǒng)計量得到的P值四項指標(biāo)來看,對數(shù)函數(shù)模型均優(yōu)于其它四種模型.這說明對數(shù)函數(shù)模型更能代表濟(jì)南地區(qū)AOD與地面PM10濃度之間的關(guān)系.
　　(4)濟(jì)南市首要大氣污染物為PM10,從市平均濃度來看,PM10月均濃度變化具有明顯的季節(jié)性,季節(jié)平均濃度大小依次為:冬季>春季>秋季>夏季,近7年全市PM10年均濃度均超過國家二級標(biāo)準(zhǔn),整體來看呈下降趨勢.四個監(jiān)測站點中省種子站PM10濃度最高,其次是濟(jì)南化工廠和高新區(qū),科干所濃度

5、最低,且四個監(jiān)測點的PM10年均濃度及采暖季平均濃度均超過國家二級標(biāo)準(zhǔn).
　　(5)根據(jù)氣溶膠光學(xué)厚度反演結(jié)果及PM10濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,濟(jì)南地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度及PM10濃度在北部黃河沿岸區(qū)域均較大,這主要是由于黃河沿岸易產(chǎn)生揚(yáng)塵,市區(qū)五區(qū)中,以天橋區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度值及PM10濃度最大,其它四區(qū)相對差異不大.從季節(jié)變化上,濟(jì)南市春季受地表揚(yáng)塵及采暖季尚未結(jié)束的影響,氣溶膠光學(xué)厚度及PM10濃度的空間變化較大;夏季氣溶膠光學(xué)厚度及P

6、M10濃度則較為穩(wěn)定,市區(qū)五區(qū)分布較為均勻,相差不大;秋季由于郊區(qū)秸稈焚燒及后期進(jìn)入采暖季,致使大氣顆粒物增多,氣溶膠光學(xué)厚度及PM10濃度增大,市區(qū)值較高;冬季由于進(jìn)入采暖季,顆粒物高強(qiáng)度排放,加上不利的大氣擴(kuò)散條件,導(dǎo)致濟(jì)南市氣溶膠光學(xué)厚度及PM10濃度整體高與其它季節(jié).
　　(6)一般情況下,濟(jì)南PM10濃度與氣溫、相對濕度在秋冬兩季呈明顯正相關(guān),在春夏兩季相關(guān)性不明顯;PM10濃度與日照時數(shù)全年來看呈顯著負(fù)相關(guān);PM10濃