基于FY-4A卫星资料的中国区域网格化地表大气颗粒物浓度估算

摘要

利用PMRS(physical PM2.5 remote sensing)方法,对FY-4A卫星资料进行反演,并通过与地面站点资料融合,得到我国近地面PM2.5网格化实况.建立清洁、霾、沙尘背景条件下PM2.5与PM10转化关系的格点地图,进一步估算我国地表PM10浓度.结果表明,不同区域间细粒子柱状体积消光比(VEf)与大气细粒子比(FMF)均存在相似的相关关系,以FMF=0.4为界,分别建立了两个VEf拟合方程,估算得到的VEf与AERONET观测的VEf相关性(r2)高于0.85.霾过程中,通过PMRS方法反演得到的近地面PM2.5质量浓度与实况站点分布有较好的匹配,基本可以反映出污染的高浓度区域,单点检验中,反演结果与实况数据存在一定的相关性,其中京津冀的r2可达0.39,但数值上仍存在高估或低估.为了解决这一问题,本研究将卫星反演格点结果与地面观测站点进行融合,最终得到与实况吻合较好的0.25°×0.25°全国PM2.5网格化实况.不同天气背景条件下各站点PM10和PM2.5相关性均高于0.7.其中,沙尘时段PM10/PM2.5>3高值区与我国沙源地和沙尘高发区有较好的对应关系.霾时段PM10/PM2.5接近于1,清洁时段,全国大部PM10/PM2.5介于1～2.通过PM2.5与PM10转化关系的格点地图,根据不同天气背景,反演得到我国网格化地表PM10实况,其结果可以较好地反映我国西北地区的沙尘天气过程.