大气环境变化中大气颗粒物PM_1的重要作用——关中平原MODIS气溶胶产品的气候分析

利用MODIS 3km气溶胶产品中的气溶胶光学厚度(AOD)和细粒子比例(FMF),本文对关中平原气溶胶近15a的时空变化进行了气候分析,揭示了大气环境变化中大气颗粒物PM1的重要作用.结果表明,关中平原为AOD高值区和FMF低值区.其中,最大值AOD出现在西安及周边地区高达1.06,而FMF主要集中在0.3以下较低水平.伴随关中平原近几年大气气溶胶水平的降低,PM1比重却逐年上升.关中平原AOD年际变化在2001~2011年间为显著上升趋势,2011~2015年间则呈下降趋势;而2001~2015年之间FMF的年际变化呈现持续上升趋势,反映了逐年加重的人为气溶胶对大气环境的影响.近15a关中地区AOD与FMF区域变化的相互关系表明,大气气溶胶低水平(AOD<0.5)时,伴随FMF上升,AOD显著减小;气溶胶较高水平(AOD>0.5)时,AOD随FMF上升而增大.这表明大气颗粒物PM1对区域清洁和污染大气环境变化均具有显著作用.

华东地区气溶胶分布和变化特征研究

利用中分辨率光谱仪(MODIS)获得的气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比例(FMF)和臭氧检测仪(OMI)获得的气溶胶指数(AI)统计分析了2005—2014年我国华东地区气溶胶光学性质的时空分布特征,同时利用潜在源分析(PSCF)模型对我国华东地区AOD和AI的潜在源区进行分析。研究结果表明:华东地区的AOD、FMF和AI时空分布存在较大的差异,2005—2014年AOD和AI的平均值高值主要分布在华东地区北部,FMF的高值区则分布在华东南部地区;10 a间华东地区AOD呈现出先升高后降低的趋势,FMF波动幅度不明显,AI值有所上升;整个华东地区AOD的季节变化较为明显,春夏两季AOD明显高于秋冬两季。华东北部和中部地区夏季由于较高的相对湿度,AOD最大可达0.8以上。而在华东南部地区,夏季受到降水的影响,AOD维持在0.2~0.4之间。FMF季节变化趋势与AOD不同,夏季最大达到0.58,春季最小仅为0.26。AI平均值在冬季最大高达0.63,夏季最小,为0.27。PSCF分析显示华东地区AOD主要源区以局地排放为主,同时也存在由河南、湖北和湖南等周边省市近距离输送影响;AI以局地和北方远距离输送为主,同时也受到河南、湖北等周边省市近距离输送的影响。

基于卫星遥感和地面观测资料分析苏皖两省一次空气污染过程

2012年6月8-11日,江苏安徽2省发生了一次持续性的空气污染过程.利用MODIS观测的气溶胶产品和地面气象资料,结合火点监测资料和HYSPLIT后向轨迹模式,分析气溶胶光学厚度（AOD）、细粒子比例（FMF）、空气污染指数（API）的特征,探究这次空气污染的形成原因.研究表明,这次过程中苏皖2省8个代表城市的能见度大部分时间低于10km,相对湿度低于90%,API均达到或超过污染等级,AOD显著增长,且污染物以人类活动产生的细粒子为主.区域细粒子比例（RFMF）达0.79,高FMF（〉0.6）出现的概率高达74.8%.另外,苏皖2省稳定的天气形势,不利于污染物扩散.6月8~11日,苏皖2省（北部地区为主）出现大量的火点,表明有秸秆焚烧现象的存在.从HYSPLIT模式的模拟结果来看,苏皖2省8个代表城市在此期间主要受到偏西方向的气流以及局地气流的影响,偏西方向的气流有利于外部秸秆焚烧的污染物经过输送影响本地区,同时局地气流不利于扩散,从而造成污染物积累,形成污染.

长三角地区近10年气溶胶时空分布特征

该文利用2003年3月至2013年2月间MODIS遥感气溶胶三级产品资料,分析了我国东部长三角地区气溶胶光学厚度(AOD)、Angstrom波长指数、细粒子比例和垂直柱质量浓度的时空分布及其变化特征。长三角地区的AOD呈现出北高南低分布,北部(30°N以北)年平均约为0.6~0.7,南部普遍低于0.5。AOD季节分布变现为春夏高、秋冬低,夏季最高。10年间,长三角地区AOD呈现出波动增长趋势,并表现出地区差异,北部增长较南部快。Angstrom波长指数表现为南高北低,春冬低夏秋高,总体变化趋势不显著。冬春季细粒子比例低于夏秋季,北部细粒子比例普遍低于南部,但北部增长率高于南部。从气溶胶垂直柱浓度分布来看,北部高于南部,高值中心在江苏、上海一带,低值区在浙江一带。春季气溶胶柱浓度最高,秋季最低。气溶胶柱浓度北部增长较快,南部有所下降。

2001-2018年广东省气溶胶参数的时空变化特征

【目的】分析广东地区气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子光学厚度(FAOD)以及细粒子消光比例(FMF)的总体分布和长期变化特征。【方法】基于2001—2018年MODIS/AQUA Level-23 km气溶胶产品,采用线性趋势分析研究气溶胶参数的时空变化特征。【结果】广东AOD呈南高北低分布特征,珠三角、汕头和湛江为高值区;2001—2018年,AOD总体呈下降趋势,2015年之后尤为明显,但三个高值区有部分地区呈小幅增加趋势。AOD春夏季高于秋冬季,春季最大,冬季最小;四季AOD总体均呈震荡下降趋势,8、9和10月下降趋势最显著。广东地区FAOD呈西高东低特征,其高值中心在珠三角,区域平均FAOD呈先增后降的变化趋势;春夏季FAOD明显高于秋冬季,夏季最高,冬季最低,且存在东西部差异,夏秋季有显著下降趋势,7—9月下降速度较快,冬春季无显著变化趋势。FMF的分布与地形密切相关,高海拔山区为FMF高值区,粤北山区最高,珠三角和汕头地区相对较小;FMF有逐年增加趋势,2016—2018年增加趋势明显;FMF夏季最高,秋季次之,冬季最低,9月最大,1月最低。2001—2018年,在年、季度、月多个时间尺度上,珠三角始终为AOD和FAOD显著高值区,AOD和FAOD呈先增加后减小的变化趋势,2004—2007年为AOD最大时期,FAOD在2012年最大,2015—2018年AOD和FAOD均最小,但FMF呈上升趋势,尤其是2015年之后,增加尤为显著。【结论】2001—2018年,无论是整个广东省还是珠三角,FAOD和AOD总体均呈先升后降变化趋势,与广东省开展大气污染防治,严格执行空气质量监管等措施密切相关,但FMF近几年呈上升趋势,未来广东大气污染治理中需重点控制细颗粒物排放。