Terra时代全球气溶胶光学厚度变化特征研究

摘要

利用气溶胶自动监测网(AERONET)具有长达5年以上观测的37个站点AOD数据与MODIS/AOD对比,结果表明两者月平均相关系数达0.75,平均偏差为0.02,MODIS Level3气溶胶产品质量可以满足全球AOD变化趋势研究的要求。基于此,利用2000年3月-2011年2月共11年中分辨率光谱成像仪(MODIS)3级(Level3)日平均气溶胶光学厚度(AOD)数据分析了全球AOD变化趋势。
　　结果表明近11年来AOD减小的区域主要在欧洲和北美地区,增大的区域主要集中在东南亚、南美南部阿根廷和智利以及非洲东侧塞舌尔群岛附近。欧洲地区大值AOD天数明显减小,各范围AOD均值也基本呈下降趋势,其中0-10％范围内AOD均值下降趋势最明显。北美地区AOD大值天数减小,且小值AOD的均值也下降。南美阿根廷和智利大值AOD天数明显增多,小值AOD均值呈显著增长趋势。塞舌尔群岛大值AOD的天数有明显的增加趋势,亚洲东南部大值AOD出现天数明显增加。
　　基于中国地区范围2000年3月一2011年5月MISR Level2气溶胶产品分析了我国AOD时空分布、季节变化特征,并进一步分析了波长指数(AE)、粗细粒子比例和非球型粒子粒子的时空分布特征。
　　结果表明:
　　(1)我国AOD分布具有典型的地理特征:在经济发达、人类活动多的华北、华东部、四川盆地及沿海地区的AOD高值区最突出,重庆一带的AOD最高可达0.7左右,华北至长江中下游地区的AOD也可达0.5以上。西部地区AOD值相对较小,东北、青藏高原东部、青海东部及云南等地为气溶胶低值区。
　　(2)总体而言,中国AOD在春季最高,夏季次之,秋冬季较小。华北地区AOD值夏季最高。
　　(3)青藏高原非球形粒子和粗粒子比例全国最大,非球形粒子比例在冬季达到最大值0.41,夏季最小。粗粒子比例也在冬季有最大值0.53,夏季最小值0.39。内蒙和塔克拉玛干地区粗粒子比例基本都在0.40以上,这两个地区气溶胶常年以沙尘气溶胶为主。东北地区Angstrom波长指数四季都大于1.2,秋冬季值要大于春夏季。细粒子比例要大于粗粒子,非球形粒子比例也都在0.15以下。气溶胶类型应是生物质燃烧气溶胶。华北地区Angstrom波长指数大于1.0,气溶胶类型多是城市-工业气溶胶。
　　细粒子比例在0.5左右,在夏季最高可达0.62。细粒子比例远大于粗粒子比例。球形粒子比例也都在0.8以上,非球形粒子比例也都在0.1左右。长江中下游Angstrom波长指数在1.2左右,该地区应该也是城市-工业气溶胶居多。细粒子的比例除了冬季都在0.55以上,远大于粗粒子比例。球形粒子比例也都在0.8以上华南地区Angstrom波长指数除在冬季小于1.0,春夏季都在1.3以上。
　　细粒子比例基本是粗粒子比例的三倍,其中秋季差别最大,是典型的生物质燃烧气溶胶。四川盆地Angstrom波长指数在1.0左右夏季。细粒子大于大粒子的比例。球形粒子的比例也都在0.86以上。云贵高原春夏季Angstrom波长指数＞1.2,细粒子比例也远大于大粒子比例,说明春秋两季该地区生物质燃烧活动频繁。而冬季的Angstrom波长指数最小,细粒子比例和大粒子比例也相差最小。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 地基观测

1.2.2 卫星遥感

1.3 主要研究内容

第二章 地基观测仪器与星载传感器介绍

2.1 AERONET

2.1.1 CE-318极化太阳光度计

2.1.2 气溶胶光学厚度遥感反演原理

2.2 MODIS

2.3 MISR

第三章 MODIS与AERONET月平均气溶胶光学厚度对比

3.1 引言

3.2 MODIS与AERONET月平均气溶胶光学厚度对比

第四章 全球AOD变化趋势及其可能原因分析

4.1 全球范围AOD的变化趋势

4.2 全球AOD变化趋势的原因分析

4.2.1 出现频率的变化趋势

4.2.2 均值的变化趋势

第五章 近10年中国地区AOD时空分布特征

5.1 AOD时空分布基本特征

5.2 气象因素与气溶胶空间分布的关系

5.3 气溶胶光学性质的季候变化特征

5.3.1 总体变化特征

5.3.2 空间分布的季节差异

5.3.3 季节变化的区域性差异

第六章 结论

6.1 主要研究结果

6.2 本文特色

6.3 存在的不足和展望

参考文献

个人简介

致谢