论文部分内容阅读
大气气溶胶是地球-大气-海洋系统的重要组成部分,在地球辐射平衡中通过散射和吸收太阳辐射影响地气系统的辐射收支平衡,从而影响气候变化,同时也与人类健康紧密相关。随着我国经济的快速发展,工业化和城市化进程加速,大气污染问题日趋严重。可吸入颗粒物PM1O己成为在我国大多数地区的首要污染物。针对武汉市大气污染现状,本研究利用NASA提供的2008年1月1日至2010年12月31日3年MODO4数据(气溶胶光学厚度AOD),建立了与同时段PM10日均值间的关系模型,以期实现利用遥感手段实时动态地监测地面大气污染的目的。并利用HYSPLIT的在线模式对2011年11月23日武汉市一次典型污染事件进行后向轨迹分析,以追溯污染物的来源。研究结果如下:(1)3年中基于MODIS LIB数据反演的AOD数据,分别与PM10建立线性、对数、指数函数、幂函数、一元二次方程五种类型的回归模型,模拟结果显示,五种类型的回归模型模拟效果均达到极显著水平,但一元二次方程模型的决定系数为0.242,高于其他四种模型,为反映AOD与PM10关系的最佳拟合模型。(2)直接应用3年中每日PM10与AOD的平均数据建立他们之间的全年一元二次方程模型,两者之间相关性极显著,但模型决定系数只有0.242,并不高,进而尝试拟合二者之间的季节模型。而利用3年中春季和夏季每日PM10与AOD的平均值分别建立的一元二次方程模型,决定系数分别为0.505、0.570,有较大提高。但利用3年中秋季和冬季每日PM10与AOD的平均值分别建立的一元二次方程模型决定系数分别为0.154、0.363,冬季略有提高,秋季效果不明显。在步长为30的情况下,全年及四季模型的拟合精度分别为29%、69.8%、91.5%、78.2%、76.3%,预测精度分别为27.4%、69.2%、95.7%、85.2%、63.2%,总体上看,不同季节的PM10与AOD关系模型的拟合精度和预测效果仍不理想。(3)进一步引入水平能见度、相对湿度等气象因子数据分别对AOD、PM10数据进行垂直订正和湿度订正,并以经过标高改正的AOD数据作为自变量,经过湿度订正的PM10作为因变量进行全年及季节模型拟合,在步长为30的情况下,全年及各季节的PM10与AOD的关系模型的拟合精度分别为81.3%、88.7%、97.9%、83.6%、84.2%,预测精度分别为78.9%、76.9%、100%、96.3%、78.9%。模型拟合精度及预测精度显著提升,表明利用遥感技术监测的AOD数据经垂直订正后,用来预测城市空气PM10浓度及综合污染指数可行、可靠。(4)利用HYSPLIT的在线模式模拟了2011年12月23日武汉市一典型污染事件中气溶胶的运行轨迹,研究发现污染物来自西北方向的铜川、渭南、运城交界处。