基于MODIS数据的江浙沪地区大气气溶胶光学厚度研究

大气气溶胶是影响环境和气候的重要因子,其光学厚度是表征大气浑浊度的一个重要因素。该文利用2011-2012年MODIS Level 2（MOD 04）气溶胶产品分析了江浙沪地区气溶胶光学厚度的分布和季节变化特点,结果表明江浙沪地区气溶胶光学厚度峰值出现在春夏两季,并且峰值有由春季向夏季转移的趋势。     

北京沙尘天气期间气溶胶光学特性分析

利用全球地基气溶胶观测网(AERONET)资料,分析了北京地区2001—2013年沙尘天气期间气溶胶的光学特性。结果表明,北京沙尘天气期间受沙尘粒子的影响,气溶胶光学厚度值(AOD)较大,且随波长增大而减小,在波长440 nm处平均值约为1.2;气溶胶Angstrom波长指数97.62%都聚集在0.7以下,说明北京沙尘天气期间粒子较大;沙尘天气期间单次散射反照率随波长增加而增加,平均值约为0.93;复折射指数实部在波长675 nm处最大,平均约为1.55,虚部在440 nm处最大,平均值达到0.006;总的不对称因子平均值约为0.72;北京地区沙尘天气期间气溶胶粒子谱型呈双峰分布,且以粗模态粒子为主,其峰值随光学厚度的增大而增大,粗模态粒子的峰值半径平均约为2.6μm。这些参数对于深入研究沙尘气溶胶的辐射效应和气候效应都是必不可少的。     

基于MODIS数据的西南地区气溶胶光学厚度时空变化特征分析

研究气溶胶光学厚度时空变化特征,对于了解气溶胶的时空分布规律及其气候效应具有重要意义.本文利 用2000-2012年MODISLevel3大气气溶胶光学厚度数据,结合GIS空间分析和制图功能,对西南地区大气气溶 胶光学厚度的时空变化特征进行了分析,结果表明:2000-2012年西南地区平均AOD值在0.25~0.31之间波动 变化,其中四川盆地地区AOD值比云贵高原地区要高,整个研究区平均AOD呈下降趋势,但趋势并不显著(p> 0.05);西南地区四季平均AOD值有所差异,AOD值从高到低依次为:春季、夏季、冬季、秋季,除冬季AOD呈 上升趋势外,其他三季均呈下降趋势;从空间分布上看,四川盆地中部常年为AOD高值中心,四川盆地边缘和云 贵高原地区AOD均相对较低;西南地区AOD变化趋势空间差异明显,四川盆地西部为AOD主要减少区,四川盆 地中部为AOD主要增加区,云贵高原地区AOD整体比较稳定.     

枣庄市紫外线辐射强度分析与分月预报方程

在分析2008～2009年枣庄地区紫外线辐射观测资料的基础上,得出紫外线辐射强度的变化特征：紫外线辐射夏季最强、冬季最弱;紫外线辐射强度日最大值出现在13：00前后;各季节紫外线辐射强度的日变化相似,正午呈大致对称分布。紫外线辐射强度与影响气溶胶光学厚度的大气浑浊度以及天气状况等因素有很好的相关。利用逐步回归方法推导得出枣庄紫外线强度每月预报方程,其平均复相关系数达0．9240。经实际观测资料试报验证,表明该方法对枣庄地区紫外线强度预报具有一定的准确度和实际的业务应用价值。     

利用MODIS数据反演植被指数的敏感性研究

根据Kaufman等提出的暗像元法,通过6S辐射传输模式,对MODIS的红光、蓝光、近红外通道辐射特性进行了敏感性实验.结果表明:三个通道的行星反射率对地表反射率都非常敏感,行星反射率随地表反射率的增加而增加.进一步提出了对地表反射率进行大气订正的思路,讨论了暗像元法确定地表反射率误差对大气气溶胶光学厚度反演结果的影响.最后计算分析了光学厚度反演误差对地表反射率大气订正传递误差的大小及其对NDVI、SAVI、ARVI和EVI 4种植被指数计算结果的影响.光学厚度误差对植被指数反演误差的影响以ARVI最为敏感,其误差范围与气溶胶光学厚度误差可达同一量级,两者呈负相关;NDVI与SAVI误差变化范围大致相近,与光学厚度误差均呈负相关.EVI受气溶胶光学厚度误差影响最小.     

成都及周边地区春夏EVI反演特征

利用MODIS卫星资料通过暗像元法,对成都及周边地区1万km2范围内的光学厚度进行反演,进而得到该区域内大气订正后的地表反射率以计算增强植被指数EVI,讨论了其在成都及周边地区的特征.研究结果表明:反演区域内气溶胶分布具有明显地域性,成都市及周边区域污染较重,加之扩散条件差,气溶胶光学厚度约为0.8～1.0,西岭雪山和青城山等林地地区光学厚度约为0.2～0.4.大气订正后计算的EVI能够比较准确的反映城市、耕地、草地、森林以及它们交界地带的过渡特征,以及不同地表覆盖类型条件下植被指数的时间变化趋势.     

中国地区大气气溶胶光学厚度与Angstrom参数联网观测(2004-08～2004-12)

利用2004年秋冬季全国联网资料,给出中国19个典型区域大气气溶胶的光学厚度(AOD_λ=500nm)、Angstrom混浊系数(β)和Angstrom波长指数(α).结果表明,在青藏高原,海北、拉萨,AOD平均分别为0.09、0.12,β平均分别为0.05、0.13,α平均分别为1.09、0.06.东北地区,海伦、三江,AOD平均分别为0.14、0.15,β平均分别为0.04、0.06,α平均分别为2     

大连市区MODIS数据PM_(2.5)浓度遥感反演及应用研究

采用大连市区多时相MODIS遥感数据,运用6S大气辐射传输模型查找表反演大气气溶胶光学厚度,解析大连市区不同时期的气溶胶光学厚度分布特征,并结合地面同步自动监测的PM_(2.5)浓度数据,建立PM_(2.5)浓度遥感估算模型,在精度评估基础上将模型反演结果与空气自动监测子站、环境空气质量功能区、植被、高程、污染源分布等做应用分析,为大连市区PM_(2.5)污染区域防治提出参考依据。     

基于MODIS数据的三门峡市气溶胶时空变化特征分析

通过收集MODIS/Terra中Collection6数据集做分析,探讨三门峡市气溶胶在不同时间阶段、季节情况及空间区域中的光学厚度(AOD),分析三门峡市气溶胶光学厚度的时空变化特征.结果表明:(1)2001—2020年三门峡市年均值整体以每年0.0033的速率增加,最大峰值出现在2011年(1.01);以2011年...     

基于MODIS遥感数据的气溶胶光学厚度反演技术研究

[目的]研究基于MODIS遥感数据的气溶胶光学厚度反演技术,揭示气溶胶空间分布和时间变化特征。[方法]利用MODIS遥感数据中的MOD021KM与MOD03角度数据,采用6S辐射传输模型建立查找表,选取2015年3~9月某市以晴天为主的MODIS遥感影像,利用ENVI软件处理该时间段内质量相对较高的一系列遥感影像数据,提取处理后的Band 1红波段(0.66μm)、Band 3蓝波段(0.47μm)与Band 7近红外波段(2.10μm)的数据对大气气溶胶光学厚度(AOD值)进行反演。[结果]AOD值与PM10浓度结果类似,呈正态分布,与事先预期的负关系相反。[结论]利用MODIS遥感数据反演AOD值可以在宏观上指示空气污染的分布区域,对大气污染的预报与治理有一定的参考作用。     

鄂南地区大气气溶胶光学厚度季节变化研究

随着社会工业化的大力发展以及自然环境逐渐恶化,大气气溶胶与气候相互关系研究已然成为当前大气科学及相关领域的热点问题。该文基于2014—2015年MODIS气溶胶反演产品,统计分析了鄂南地区气溶胶光学厚度AOD季节变化特点,有助于研究该地区的污染程度。结果表明,鄂南地区AOD高值区主要出现在荆州、武汉江夏、咸宁北部和黄石东部等地区,低值区主要为荆州西部和咸宁南部的山区。鄂南地区AOD具有鲜明的季节变化,四季平均AOD除春季很高之外其他季节都呈平稳趋势,春季是AOD值最大的一个季节,夏季次之,进入秋季显著降低,冬季更低,冬季到来年春季跳跃性增高。     

城市气溶胶遥感监测——以包头市为例

以内蒙古包头市为研究区,以2015—2016年Landsat8 OLI和MOD09反射率产品为数据源,通过6S模型建立查找表,采用深蓝算法反演包头市气溶胶光学厚度(AOD)分布,并探讨其AOD分布特征。结果表明:2015年包头市夏季AOD水平最高,春、秋次之,冬季最低;区域AOD浓度高低与城市下垫面状态有关。本研究为进一步构建可持续的人居环境奠定基础。     

大气颗粒物浓度变化特征及其与气象因子的关系研究

利用马鞍山市2017年5个大气气溶胶监测资料和气象站常规气象资料,通过数理统计分析,研究该地区大气颗粒物浓度变化特征。结果表明:2017年马鞍山市PM2.5、PM10浓度年均值分别为55.0和91.3μg/m~3;月变化上,PM2.5、PM10颗粒物浓度,全年变化大体相似,夏季最低,冬季最高,春季较高;1—8月逐月下降,8—12月浓度逐渐升高;日变化上,两种颗粒物浓度变化呈明显的双峰特征,9时达到最高,16时达到最低,夜间颗粒物浓度也处于较高水平;气象因子对颗粒物浓度的影响显著,风和降水对大气颗粒物的扩散和稀释有着十分重要的作用,大气颗粒物浓度与风速和降水呈显著负相关。     

一次稳定天气系统下气溶胶沉降过程分析

选取天津地区春末夏初一次空气污染过程,利用安徽光机所研制的Mie散射激光雷达探测资料,结合微波辐射计、地面气象观测数据对天津地区大气气溶胶垂直分布情况进行了研究,并对当时的气象条件及大气边界层逆温特征进行了分析。结果表明,大气气溶胶的沉降过程与能见度的变化具有一定的相关性,在一次连续的观测过程中监测到大气气溶胶随时间有一个明显的沉降过程。气溶胶层层顶下降1 km,当日能见度在相同时段里明显降低,说明气溶胶的沉降对能见度产生了一定的影响。由于逆温层I的存在抑制了大气的垂直运动,逆温层II异常稳定,在较长的时间内未发生明显的变化。天津地区此次空气污染过程中污染物主要为外源性输送。     

基于VC＋＋与MATLAB太阳光度计直射数据处理软件设计

以CE-318太阳光度计测量数据为原始数据,阐述利用CE-318太阳光度计直射数据反演气溶胶光学厚度的原理,并用C＋＋语言编写软件,且尝试了通过调用MATLAB引擎作图,设计专门处理其直射数据的软件,实现由观测数据反演气溶胶光学厚度的功能。结果表明,在VISUAL C＋＋开发环境中编写处理模块,计算出光学厚度,将结果保存为文本文件,并调用MATLAB引擎作图,画出光学厚度随时间的曲线图,以便直观地研究大气。该软件既拥有VC语言的灵活性,又能够发挥MATLAB软件的强大作图功能,最终效果得到提高,产品质量也更好。不过,软件也有不足之处,如软件界面未加以美化。另外,软件实现的功能也比较少,适用范围也因此受到很大限制。     

桂平市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

了解桂平市近10年来土地利用变化特征,为桂平市土地利用的结构调整和环境保护提供参考,利用桂平市2005年、2010年和2015年的土地利用数据,采用ArcGIS空间分析方法,研究桂平市的土地利用变化,采用生态系统服务价值系数分析2005—2015年桂平市土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,通过敏感性指数模型验证结果的准确性。结果表明:2005—2015年桂平市耕地、林地、园地、草地和未利用地面积均减少,建设用地、水域面积增加;建设用地动态度最大,其次是耕地,林地、园地、草地、未利用地和水域动态变化较小;2005—2015年,桂平市生态系统服务价值减少2.03亿元。桂平市各地类的敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对生态价值系数缺乏弹性,结果可信。     

2006年9～10月常德市太阳山大气中PM10气溶胶变化特征

对常德市太阳山大气成分站GRIMM-180颗粒物监测仪2006年9～10月PM10质量浓度资料进行分析,结果得出非降水天气下质量浓度日变化呈双峰分布。主要影响因子为人类生产活动直接产生和排放的气溶胶以及影响气溶胶扩散的气象条件大气湍流,非降水有雾天气质量浓度明显比无雾天气偏高;降水天气过程对大气中气溶胶有明显湿清除作用;对比常德市环境监测站PM10观测采样资料,两者具有很高的相关性,常德市环境监测站的PM10浓度要略高于太阳山大气成分站,说明太阳山受到人为影响更弱一些,具有更加充分的区域代表性。     

1980～2011年南宁市大气稳定度和混合层厚度特征

利用南宁市1980～2011年逐日4个时次的气象资料,运用修正的Pasquill稳定度分类方法和国家标准GB/T13201-91规定的混合层厚度计算方法,计算逐日4个时次的稳定度等级和混合层厚度,分析各类稳定度频率和混合层厚度的逐年、逐月和不同时次的变化规律。结果表明,南宁市大气稳定度以中性、稳定类、较稳定类为主,而不稳定类中以B类居多,且不稳定类主要出现在汛期和午后;南宁市大气混合层厚度春夏高,秋冬低。     

兰州市主城区黑碳气溶胶浓度变化特征分析

利用兰州皋兰山大气成分监测站2017年3月—2020年2月年黑碳气溶胶浓度观测数据,分析兰州主城区黑碳气溶胶浓度日变化规律、季节变化规律特征以及主要气象要素对黑碳气溶胶浓度造成的影响等。结果表明：兰州市主城区黑碳气溶胶浓度日变化特征均为“上午高,午后回落”的“单峰型”特征,24 h循环显著;全年12月黑碳气溶胶浓度平均值最高、5月最低,一年四季由高至低分别为冬季、秋季、春季、夏季;风向风速对黑碳气溶胶浓度有一定的影响,低浓度出现在主导风向ENE（东东北）—N（北）—ESE（东东南）,该主导风向平均风速大于其他风向;当风速≤2.5 m/s时,黑碳气溶胶浓度值处于高点;当风速>2.5 m/s时,风速越大,黑碳气溶胶浓度值减小越快。     

红枫湖水体的富营养化特征评价

为进一步弄清红枫湖水体的富营养化状况,运用综合营养状态指数法,对2003-2009年共7年时间红枫湖水体的富营养化特征进行了分析与评价.结果表明:红枫湖水体透明度年均值变化不大,pH、高锰酸盐指数、叶绿素a呈逐年上升趋势,且近年的pH和叶绿素a年均值显示红枫湖存在水华爆发的风险;总氮、总磷年均值较高,虽呈逐年下降趋势,但年均值均超过地表水Ⅲ类水质标准,7年中,总氮年均值分别超标1.46、2.68、2.39、1.35、1.67、0.58和0.58倍,总磷年均值超标倍数分别为6、0.16、1.2、10、4.4、2.2和0.4倍.2003年、2006年和2008年红枫湖水体营养状态为富营养型,2004-2005年、2007年和2009年为中营养型,总磷和总氮为水体富营养化状态分级的主要贡献因子,红枫湖水体的营养状况为中-富营养水平,且有富营养化发展的趋势.