基于卫星资料的华东地区气溶胶三维分布特征研究

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大气气溶胶在气候变化中扮演重要角色,过高浓度的气溶胶会带来空气污染,气溶胶的时空分布成为当前研究热点。本文利用MODIS3k和CALIPSO Level2数据产品,通过统计分析气溶胶各光学参数(光学厚度、消光系数、色比、退偏振比),对2007-2016年华东地区气溶胶三维时空分布进行了研究,对比了“大气十条”颁布前后气溶胶三维分布变化,还结合后向轨迹分析了2014年1月3日一次污染过程中气溶胶粒子的垂直分布特征。结果表明:华东地区气溶胶光学厚度呈现北高南低,平原高、山地低的分布特征,主要高值区出现在江苏、山东和安徽交界处、太湖周边地区以及湖北和江西中部,主要低值区出现在山东中部和浙江南部,气溶胶光学厚度季节变化表现为春夏高、秋冬低。垂直方向上气溶胶随高度增加而减少,春季受沙尘影响,气溶胶粒径较大,形状不规则,夏季受降水和相对湿度较大影响,气溶胶粒径较小,球形性较好,秋冬0-2km高度层受人为气溶胶较多影响,粒径较小,球形性较好,2km以上受沙尘影响,气溶胶粒径较大,形状不规则。大气十条颁布后,华东地区气溶胶光学厚度明显降低,近地面消光系数降低,气溶胶粒径减小,球形性变好,人为源气溶胶占比降低。2014年1月3日一次污染过程中,南京地区1000-1500m处污染物来自安徽地区1000-1500m处沙尘层,此次污染日气溶胶在500m处浓度最高,消光系数大于1.5,近地面气溶胶粒径较大,色比超过0.8,500m处气溶胶粒径较小,色比小于0.4,500m高度处气溶胶形状不规则,退偏振比超过0.14。
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