基于MODIS产品的中国陆地气溶胶时空特征分析

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大气气溶胶在地球辐射平衡中扮演着重要角色,对人类生活和全球气候变化有着非常重要的影响。作为重要的大气影响因素,气溶胶的特征越来越受到关注。文章利用MODIS数据反演的2000年至2010年期间的陆地气溶胶光学厚度(AOT)和细粒子比例(FMF),分析了我国陆地AOT和FMF的空间和时间变化特征。利用AOT和FMF对气溶胶类型进行了划分,得到海洋型、沙尘型、城市/工业型、大陆型、生物燃烧型五种气溶胶类型,并分别描述了各气溶胶类型的分布特征和季节变化。最后,结合地面覆盖、沙尘影响、人口分布、国内生产总值等因素,分析了气溶胶分布特征的原因。分析结论如下:(1)气溶胶光学厚度的高值区主要分布在华北、华东、华中的几个省市地区,另外包括四川盆地以及西北沙漠地区,低值区主要分布在我国东北、西南和青藏高原地区。年际变化上,从2000年至2010年,AOT增长区主要分布在我国东北南部、内蒙古中西部、华东地区和我国西南部分地区以及西北沙漠边缘地区。AOT减少区主要分布在东北北部、陕西、山西以及我国的西南山区。季节变化上,多数地区春夏两季AOT值比较高,秋冬季节AOT值都较小。季节变化较大的地区主要分布有天津、山东、河南、江苏等省市。(2)细粒子比例的高值区主要分布在我国的东北和西南地区,低值区主要分布在我国内蒙古的中西部、甘肃、宁夏、新疆、青海、西藏等省市。年际变化上,从2000年至2010年,FMF增长区主要是我国的中东部地区。FMF减少区主要分布在我国东北部、内蒙古、新疆西北部、福建、云南、贵州南部以及我国华南地区的广西、广东等地。季节分布上,高值在绝大多数地区都分布在夏季,而在春季、秋季、冬季,FMF值较小。季节变化较大的地区主要有我国东北地区、内蒙古北部、河北、天津、重庆、四川东部、贵州北部以及华中和华东大部分地区。(3)2000年至2010年十年均值中,海洋型气溶胶主要分布在我国的东北和西南部的部分地区,而且在秋季分布较广。沙尘型气溶胶在春季和夏季主要分布在我国的北部,在冬季主要分布在我国中东部部分地区。城市/工业型气溶胶主要分布在我国的东部地区,而且在每个季节都有较多分布。大陆型气溶胶,在夏季分布较多,主要分布在我国东北部的北部、华中的西部和西南地区的东部地区。生物燃烧型气溶胶主要出现在夏季,主要分布在山东、江苏以及河南和安徽的交界、四川东南的部分地区。对于季节变化,每类气溶胶类型都有显著的季节变化。(4)在地形起伏大、植被覆盖高的山区,AOT和FMF都较小,气溶胶类型以海洋型气溶胶为主。植被的季节变化对FMF的季节变化影响较大,二者相关性达到0.8以上,而对AOT的季节变化影响不大。在沙尘多发区,AOT与沙尘天气具有较大的相关性,而在沙尘少发区,AOT与沙尘天气的发生相关性相对较小。人口密度、国内生产总值和煤炭燃烧等都对大气气溶胶的状态产生影响,其中人口密度和国民经济与AOT的相关性比较大。
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