MODIS气溶胶产品在安徽省能见度研究中应用.pdfVIP

* MODIS 气溶胶产品在安徽省能见度研究中的应用 张浩 邓学良 石春娥 (安徽省气象科学研究所，大气科学与卫星遥感重点实验室，合肥 230031) 摘要 利用 2001-2009 年 MODIS/Terra 的 Level2 气溶胶产品和安徽省 80 个台站的能见度资料分析研究了能 见度与 MODIS 气溶胶产品的关系，运用多元回归结合空间插值的方法建立了不同季节能见度回归模型，对 不同的空间插值方法进行了验证，利用能见度回归模型计算并分析了安徽省能见度的时空分布特征，最后 用Mann-Kendall趋势检验法分析了近年来能见度的变化趋势。结果表明，能见度与气溶胶光学厚度（AOT） 和气溶胶质量浓度（Mass）的相关性较好，80 个测站的能见度与 AOT 的相关系数均达到α=0.001 的显著 性水平，与Mass的相关系数达到α=0.01 的显著性水平；不同季节不同插值组合验证结果有所差别，各季 节整体来看：春季插值精度最优，其次是秋季，冬季最差。安徽省能见度分布不均匀，皖南山区、大别山 区，以及淮北平原中东部能见度较高，局部地区超过22km，沿江、江淮之间中东部，以及沿淮部分地区能 见度比较低；能见度有明显的季节差异，夏季能见度最高，秋、冬季比较低，冬季最低,各季能见度的分布 形势与全年平均的分布基本一致。在整个安徽省区域内能见度月变化呈现多峰结构，夏季的 7、8 月份能见 度较高，超过 22km，其次是 3 月和 11 月，能见度接近 21km ；而2 、6、10 月为 3 个极小值，其中 6 月份 能见度低于 17km，究其原因，每年的 5 到 6 月是安徽省的夏收季节，农民大量焚烧秸秆，造成空气中颗粒 物浓度升高，配合相应的气象条件可加重空气污染，形成严重灰霾天气，导致能见度下降。2001-2009 年安 徽大部分地区能见度呈增加趋势，尤其是在淮北平原和大别山区、江淮、沿江 3 个地区交界的区域，淮北 平原局部增加比较明显，达到了α=0.05 的显著性水平；而在沿淮大部、皖南山区东南部，以及从沿淮西 部经江淮到沿江东部这一带能见度都有所下降。不同季节能见度变化趋势有所差别，春季和冬季，大部分 地区能见度以增加为主，特别是江淮之间中部到大别山区，以及沿江大部分地区，局部地区增加趋势达到 α=0.01 的显著性水平；而在夏季和秋季，除淮北平原部分地区略有增加外，安徽省能见度呈下降趋势， 且在沿江和皖南山区下降比较明显。 关键词：MODIS ；能见度；Mann-Kendall趋势检验；安徽 1 引言 大气能见度是指视力正常的人在当时的天气条件下所能看到目标物的最大水平距离。能 见度与大气的清洁程度有密切关系，是大气透明度的一种表现形式，大气中的悬浮颗粒物越 多，空气越浑浊，能见度就越差[1]。能见度的好坏直接影响人们的工作和生活以及陆海空交 通运输的正常进行[2]。近年来，随着城市化进程的加快和工业经济的迅速发展，大气污染越 来越严重，空气中的颗粒物不断增多，对大气能见度产生极为不利的影响，给人们的身体健 康带来了严重的危害[3～5]。 随着卫星监测技术的提高，卫星资料越来越多地应用到大气环境研究中。中等分辨率成 像仪 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectrometer)是搭载在 Terra 和 Aqua 卫星上 * 资助课题：安徽省气象局气象科研课题—基于MODIS 数据的安徽灰霾监测与评估（ybyc2010005） E-mail:hero-1225@163.com 新一代“图谱合一”的光学遥感仪器，两颗卫星分别于 1999 年和 2002 年发射成功。MODIS 提供了从 0.4-14μm 的 36 个通道的信息，每天覆盖全球一次。Terra 卫星经过本地的时间 为上午10时左右，Aqua卫星为下午14时左右，扫描宽度为2330km，空间分辨率分别为250m、 500m和 1000m，为研究陆地、海洋和大气特征提供了丰富的产品，包括气溶胶光学厚度（AOT）、 气溶胶质量浓度（Mass）和气溶胶颗粒尺度参数等。国内外学者利用 MODIS 资料进行了大量 的研究。Remer[6]提出了利用 MODIS 资料进行海洋和陆地上空气溶胶光学厚度的反演方法； Chu[7]利用NASA 10km 的 Level2 气溶胶光学厚度产品研究了 MODIS 资料在检测全球和局地大 气污染方面的应用