河北省MODIS氣溶膠光學(xué)厚度與PM10質(zhì)量濃度關(guān)系研究.pdf

1、氣溶膠在地球大氣輻射收支平衡和全球氣候變化中卻扮演著重要的角色，此外，氣溶膠中的可吸入顆粒物被人吸入后，會(huì)引發(fā)許多疾病。越來(lái)越多的研究表明心肺疾病的發(fā)病率與大氣顆粒物濃度相關(guān)。盡管地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)可以對(duì)氣溶膠粒子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是站點(diǎn)較分散，難以全方位監(jiān)測(cè)氣溶膠的時(shí)空變化，MODIS在監(jiān)測(cè)氣溶膠光學(xué)厚度方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，極大的彌補(bǔ)了地面監(jiān)測(cè)的不足。
　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化進(jìn)程加速，大氣污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重?？晌腩w粒物P

2、M10已成為在我國(guó)大多數(shù)城市的首要污染物?？諝赓|(zhì)量指數(shù)(AQI)是一個(gè)反映和評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)，AQI指數(shù)只表征污染程度，并非具體污染物的濃度值。由于AQI評(píng)價(jià)的6種污染物濃度限值各有不同，在評(píng)價(jià)時(shí)各污染物都會(huì)根據(jù)不同的目標(biāo)濃度限值折算成空氣質(zhì)量分指數(shù)(IAQI)。簡(jiǎn)言之，AQI就是各項(xiàng)污染物的空氣質(zhì)量分指數(shù)(IAQI)中的最大值，當(dāng)AQI大于50時(shí)對(duì)應(yīng)的污染物即為首要污染物。
　　本文利用河北省7個(gè)市區(qū)站點(diǎn)2011年1月-2

3、012年12月的MODIS氣溶膠光學(xué)厚度資料和河北省環(huán)保部門(mén)公布的AQI指數(shù)轉(zhuǎn)化得到的PM10質(zhì)量濃度進(jìn)行相關(guān)分析，利用全年和分季節(jié)數(shù)據(jù)分別建立氣溶膠光學(xué)厚度和PM10質(zhì)量濃度的線性回歸模型，我們發(fā)現(xiàn)二者的直接相關(guān)程度較低，鑒于季節(jié)性規(guī)律，季節(jié)回歸模型的相關(guān)性要大于全年回歸模型的相關(guān)性。
　　以2012年河北省20個(gè)站點(diǎn)的MODIS衛(wèi)星獲取的氣溶膠光學(xué)厚度資料和近地面水平能見(jiàn)度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用Peterson模型和高斯模型，擬合了

4、氣溶膠標(biāo)高月均值隨時(shí)間變化的回歸模型，并采用Kriging插值方法，編制了河北省四季及全年氣溶膠標(biāo)高均值分布圖。研究發(fā)現(xiàn)，全省氣溶膠標(biāo)高呈現(xiàn)夏季高、春秋次之、冬季低的時(shí)間變化規(guī)律，并存在春夏季地域差異顯著、秋冬季地域差異較小的空間分布規(guī)律;在全省尺度上，大氣顆粒物排放強(qiáng)度是氣溶膠標(biāo)高時(shí)空變化的主要貢獻(xiàn)者;在下轄區(qū)域尺度上，大氣顆粒物排放強(qiáng)度越大的區(qū)域，大氣邊界層高度對(duì)氣溶膠標(biāo)高的貢獻(xiàn)率越大，反之亦然。
　　然后，對(duì)PM10濃度和氣

5、溶膠光學(xué)厚度分別進(jìn)行濕度訂正以及標(biāo)高訂正后，二者的相關(guān)性明顯提高，并且利用7個(gè)市區(qū)的樣本，分別建立冀中南地區(qū)、沿海地區(qū)、冀北地區(qū)以及河北省氣溶膠光學(xué)厚度和PM10濃度的關(guān)系模型。利用ARCGIS技術(shù)平臺(tái)，把氣溶膠光學(xué)厚度、氣溶膠標(biāo)高、相對(duì)濕度等因子按照月、季、年全部實(shí)現(xiàn)空間化，利用河北省氣溶膠光學(xué)厚度和PM10濃度的關(guān)系模型反演出河北省尺度的污染物空間分布圖，并且利用步長(zhǎng)分析法對(duì)河北省模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，分析結(jié)果表明所用模型精度較高，利用衛(wèi)