雾霾多发天气与局地气候的时空相关性分析

摘要

随着社会经济的不断发展，人民生活水平的不断提升，人们对气候环境的关注也越来越多，但是我国大气污染问题却越来越严重。近几年，雾霾天气频发，在我国已经形成四大雾霾局地区域，分别是：黄海淮海地区，四川盆地区域，珠江三角洲和长江三角洲。研究发现，这些雾霾多发天气的地区，往往都是相对“局地气候”出现。对于这一系列科学问题的探索，首要任务就是研究雾霾天气与局地气候的相关性，其次就是研究造成这种局地气候的原因，从而达到合理制定改善空气质量，防控雾霾污染的目的。基于此，本论文利用遥感方法与数据挖掘领域的若干方法，从以下四个方面对雾霾天气与局地气候相关性进行研究：
　　(1)利用空间自相关分析模型，研究空间相邻区域之间由于大气传输引起的“局地”雾霾天气，结果表明雾霾组分在空间上存在一定的聚集状态，相邻区域之间的异地区源贡献作用明显。主要研究区域呈“高-高”（即高污染指数的区域周围区域的污染指数同样也很高）的空间分布，有明显的“局地”雾霾天气。
　　(2)反演气溶胶光学厚度与地表温度，对比两个反演结果的相关性与相似性，结果表明，研究地区的气溶胶光学厚度与本地区的地表温度呈明显的正相关；分析出“局地”雾霾天气的相关因素。
　　(3)反演研究地区植被指数，并与地表温度的反演结果作线性相关分析，结果表明两者呈明显的负相关，即局地气候的形成与土地利用有较强的联系，进而从社会发展影响的角度出发，利用灰色关联模型，分析经济发展和人类活动对于雾霾污染组分的影响，结果表明社会发展中的人类活动与雾霾天气以及局地气候都具有相关性，尤其是人口较为密集以及工业较发达的地区，社会发展产生的废气排放、城市道路建设等对雾霾污染组分有极大的贡献。
　　(4)从空气动力学影响的角度出发，利用相关分析、灰色关联模型研究气象条件对雾霾天气的影响。结果表明气象条件影响了雾霾组分的扩散与聚集，两者之间存在一定的相关性；也通过主城区和郊外两个站点采集的数据分析，进一步证明雾霾天气与局地气候的相关性。

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第一章 绪论

1.1选题背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容

1.4论文组织和结构

第二章 局地雾霾天气的空间分布

2.1数据方法及数据预处理

2.2全局空间自相关分析

2.3局部空间自相关分析

2.4数据处理结果分析

2.5本章小结

第三章 气溶胶光学厚度与局地地表温度相关性

3.1气溶胶光学厚度反演原理

3.2数据及数据预处理

3.3气溶胶光学厚度反演流程

3.4气溶胶光学厚度反演及结果合理性分析

3.5地表温度反演

3.6气溶胶光学厚度反演结果与地表温度反演结果对比分析

第四章 社会发展影响因子

4.1植被覆盖指数反演

4.2植被覆盖指数与地表温度的相关性

4.3社会发展因子影响

4.4结果合理性分析

4.5本章小结

第五章 空气动力学与气象条件的影响

5.1研究区域概况

5.2 PM2.5与空气动力学因子的相关分析

5.3 PM2.5与空气动力学因子的灰色关联分析

5.4本章小节

第六章 总结与展望

6.1全文工作总结

6.2工作展望

致谢

参考文献