徐州地区多源卫星遥感气溶胶数据的地面验证及分析

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本文以徐州地区为研究对象,辅以ENVI、IDL、MATLAB、Arcgis等,利用地基CE-318太阳光度计观测AOD对Terra卫星、Aqua卫星、COMS卫星、Himawari-8卫星的AOD产品进行了验证分析,并根据验证结果分析了徐州地区AOD的空间分布情况,此外通过地基CE-318太阳光度计获得的AOD、Angstrom指数、SSA、g分析了2013年7月~2017年2月徐州地区气溶胶光学特性的长期变化特征。对徐州地区卫星AOD的验证结果表明:(1)MODIS AOD产品在徐州地区适用性较好,但存在一致高估现象,一般在春季和夏季高估现象相对较明显,均在0.2左右;(2)GOCI AOD产品在徐州地区的适用性一般;(3)AHI AOD反演存在一定的系统误差,在徐州地区存在严重低估现象且适用性相对较差,在各个季节都低估比较严重,均在0.2以上。对徐州地区卫星AOD的空间分布研究表明:(1)徐州地区AOD象元颜色色域与其周围的京、津、冀、苏、鲁、豫、皖等省市都比较接近;(2)徐州地区AOD高值区的值域在0.8左右,主要集中在丰县北部、沛县南部和邳州市西南部,而低值区的值域0.2左右,主要集中在市中心附近和新沂市西南部,其他区域的AOD均稳定在0.5附近;(3)徐州地区AOD高值区域在春季分布广泛,覆盖有丰县、沛县、邳州市、贾汪区、铜山县、雎宁县的大部分区域及新沂市的部分区域,夏季AOD高值区域的值域和范围均逐渐缩小,到了秋季范围缩小至丰县北部、沛县南部、邳州市西南部、新沂市东北部四块较小区域,冬季范围进一步缩小,主要集中在丰县西北部、沛县西南部、邳州市西北部,但值域相较夏秋季有所增大。对徐州地区气溶胶光学特性的长期变化特征分析表明:(1)2014年至今徐州地区AOD呈逐年降低的趋势,AOD各季差异不显著;(2)徐州地区2014年以来污染物颗粒粒径基本没有变化,非自然源比重稳定,夏季以细模态的城市-工业气溶胶为主控粒子,而春季气溶胶粒子以粗模态的自然源大颗粒为主控粒子;(3)SSA的年变化幅度较小,各季差异不大,总体为夏、秋季弱吸收粒子偏多,春、冬季则中等吸收粒子偏多;(4)不对称因子g年变化幅度较小,平均变化幅度仅0.5%,徐州地区春夏秋冬四季气溶胶均为前向散射比例大于后向散射比例。
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