随着我国经济和城市化进程的快速发展,我们面临的大气环境问题也愈发突出。利用卫星遥感手段开展污染物监测已广泛应用,但对于高污染区域和云的混淆识别直接影响了气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,简称AOD)产品空间覆盖范围和反演效果,同时,如何利用数据同化技术构建高分辨率的区域风场信息,模拟监测AOD产品的轨迹扩散,对于污染物的源和汇的理解具有重要的应用价值。因此,本研究基于改进的朴素贝叶斯云检测方法,有效改善高污染区域和云区的识别,提高AOD反演产品的区域覆盖,并基于WRF模式和数据同化技术构建高分辨率风场信息,以此作为轨迹模式HYSPLIT的风场输入,实现对高污染区域的空气污染扩散轨迹高分辨率精细模拟研究,为高污染天气的监测预警提供技术参考。本文的主要结论包括:(1)本文利用改进的朴素贝叶斯云检测算法,可以有效区分高污染区域和云,提高云掩膜精度。对检测效果,研究选取VIIRS真彩色图像进行定性验证,和选取CALIPSO VFM资料对改进区域进行定量验证,结果表明改进的云检测方法稳定有效,并可拓展应用于MODIS等云掩膜算法中,具有一定普适性。同时,利用改进的云掩膜产品,可有效增加AOD反演结果的空间覆盖,特别是人们更为关注的高污染区域。(2)研究利用中尺度模式WRF构建了区域模式,并基于GSI同化系统,同化了常规观测资料,有效改善了分析场精度,研究重点分析了风场资料同化的效果和影响,发现对近地面和850hPa风场有一定改善。在此基础上,研究进一步分析了大气环流形势场,污染扩散分析的主要气象条件包括500hPa高压脊前平直西风气流,850hPa上反气旋和地面冷高压等。通过对研究个例大气污染事件的环流形势场分析,发现区域内水平和垂直气流输送将受到较为明显抑制,不利于污染物的扩散。(3)研究利用HYSPLIT轨迹模型,将改进前后的AOD产品和同化前后的风场作为其输入,开展比较试验,对比了AOD扩散的水平和垂直轨迹,以及浓度的变化。发现AOD产品主要在扩散轨迹模拟开始阶段对初始位置有较大影响,而风场输入差异主要在后续时刻才逐渐凸显;浓度变化的影响比扩散轨迹复杂,但两者的影响阶段变化并不明显。