基于MODIS数据产品的桂林市气溶胶时空分布及变化特征分析

利用MODIS 3 km AOD原始数据,借助ENVI、Arc GIS等软件对桂林市AOD进行提取和插值,模拟该市AOD的空间分布特征,综合分析区域地形、NDVI与AOD分布的相关关系。结果表明:桂林市AOD空间分布受到地形的影响,AOD高值区出现在近乎封闭的桂林中部盆地和其他区域的谷地,地势高的区域AOD值较低;利用NCEP分析资料的风场数据,对比春节期间桂林市的AOD相对高值中心的变化,得出气溶胶的迁移和扩散方向与风向一致,静风时AOD相对高值中心更容易集中在中部盆地的城区。     

2000-2019年常州市MODIS气溶胶光学厚度时空变化特征研究

利用2000—2019年TERRA和AQUA相结合的气溶胶光学厚度(AOD)产品数据,从时间和空间角度分析了常州市AOD的变化特征。结果显示：(1)2012—2019年常州市PM_2.5与AOD年均值的相关系数为0.898,表明AOD产品适用于常州市气溶胶污染年际变化研究。(2)2000—2019年常州市AOD年均值范围为0.463～0.688,平均值为0.627。其中,2000—2007年常州市AOD年均值整体呈上升趋势,2011—2019年呈下降趋势。常州市AOD的月变化趋势呈倒“U”形,特征最高值出现在6月,最低值出现在12月。常州市AOD有明显的季节变化特征,夏季最高,冬季最低。(3)常州市AOD高值主要分布在西部的溧阳市金坛区,北部的新北区也存在少量高值分布。(4)通过Moran指数发现,常州市Moran指数均大于零,表明各年份AOD均呈集聚状态。2000—2010年常州市AOD的空间集聚程度较高,2010年以后的空间集聚效应逐渐减弱。空间热点分析表明,2011—2019年常州市AOD高值集聚区域相比2000—2010年有所减少,冷点集聚区域有所增加,AO...     

云南省气溶胶光学厚度时空变化特征的遥感研究

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的气溶胶产品研究云南省气溶胶光学厚度(AOT)的时空变化特征。研究结果表明:在长时间尺度上,区域月平均AOT没有明显的增长趋势,年平均值大约为0.19,反映了人为活动排放进入大气的气溶胶没有明显的增加;月平均AOT的变化呈双峰分布特征,2个峰值分别出现在3、8月,AOT大约为0.35±0.08和0.31±0.05,5月出现明显的谷值(0.20±0.03),AOT减少的原因可能是该地区降水增多,大量的降水可以清除大气中的气溶胶粒子,最小值常出现在1月或12月,AOT大约为0.09±0.02。在空间上,云南省AOT普遍较低,年平均值的空间分布为0~0.4,低值区出现在西北部的迪庆州、怒江州和丽江市;AOT高值区分布在云南省的南部和东北部地区,3月AOT值最大可达0.80以上,南部和北部差值达到0.60以上,8月AOT的高值区主要出现在中部的玉溪市红河州北部、玉溪市和昆明市。云南省AOT北高南低分布格局的原因主要是北部地区人为气溶胶排放较少,另外,由于地形的影响,北部地区风速较大,气溶胶停留在大气中的时间较短,AOT较小。     

能见度分级约束下的大气气溶胶光学厚度特征

利用ＰＩＳ太阳光谱仪观测了北京地区１９９３年３月—１９９５年３月晴天和少云天气的太阳直接辐射光谱,波长范围为０．４０－１．０４μｍ。光谱分辨率１．２５ｎｍ,共有１０６４组数据。观测期间,将地面能见度分为五级。由太阳直射谱获得了各能见度下大气气溶胶光学厚度谱。研究表明,北京地区大气气溶胶光学厚度虽然其总体季节统计规律为春夏大,秋冬小,然而,当加入能见度分级约束后,各能见度下气溶胶光学厚度的季节变化,近于消失。这表明少数“反常”垂直结构不影响能见度分级的平均结果。而不分级的光学厚度季节起伏主要由各季节的几率能见度决定。文中还把年平均五种能见度下的光谱光学厚度与ＬＯＷＴＲＡＮ模式作了对比。由光学厚度谱反演出了气溶胶粒子谱分布,为建立我国北方局地气溶胶模式构造了基本框架     

江苏省PM_(2.5)质量浓度的时空变化格局模拟

基于遥感数据,利用多元线性回归模型研究地面监测的PM_(2.5)质量浓度数据与AOD、气象数据及地面植被覆盖等数据的关系,空间精细化反演江苏省PM_(2.5)质量浓度分布。结果表明,AOD、气象数据及地面植被覆盖数据能较好地反演出PM_(2.5)质量浓度时空分布特征;江苏全省PM_(2.5)质量浓度呈现出冬高秋低、春夏居中的季节变化规律;春、冬季PM_(2.5)质量浓度的高值区集中在苏锡常、宁镇扬及泰州、南通等东南沿海的城市,而在靠近西北内陆的盐城、连云港、徐州、淮安、宿迁PM_(2.5)质量浓度较低,夏、秋季呈现出相反的态势。     

基于环境一号卫星的气溶胶光学厚度反演技术研究

基于环境一号卫星(HJ-1)遥感观测数据,采用改进的暗目标算法和深蓝算法分别对暗像元、亮像元地表的气溶胶光学厚度(AOD)进行反演,并将其结果与MOD04产品对比。结果表明:二者反演的AOD空间变化特征较一致,相关系数达0.874,HJ-1星反演结果有更高的空间分辨率。当AOD值0.2时,HJ-1星反演结果可靠性较低;当AOD值在0.2~0.8之间时,HJ-1星CCD相机反演气溶胶的结果与MOD04产品最相近,二者相对误差10%;当AOD值在0.8~1.5之间时,HJ-1星反演结果相对MOD04产品显著偏高;当AOD值1.5时,HJ-1星反演结果相对MOD04产品偏低。     

无锡市MODIS气溶胶光学厚度与PM_(2.5)质量浓度的相关性分析

将MODIS数据反演得出的气溶胶光学厚度与无锡市区实测得到的PM2.5质量浓度进行相关性分析,结果两者的直接相关性较低,相关系数为0.283 4。气溶胶光学厚度经垂直分布和湿度修正后,两者相关性显著提高,相关系数为0.565 9。虽然修正过程存在误差,相关性未达预期程度,但该方法得到的气溶胶光学厚度可作为PM2.5监测的有效补充。     

长三角卫星气溶胶光学厚度的空间插值研究

以长三角为研究区域,从数据采样密度、实测数据和空间分布等方面探讨空间插值方法插补气溶胶光学厚度(AOD)的适用性。研究结果表明,随着采样密度降低,AOD空间插值结果与原始影像的拟合优度R²呈幂函数递增,拐点在5%附近,自然邻域插值法表现最好;插值后卫星AOD有效数据天数比例提高到约70%,相关系数R>0.8,年均值由0.48升高到0.66,从西北往东南逐渐减低。标准差由0.27升高到0.38,从北往南逐渐降低;有效数据天数比例随降水量由南到北递减呈现相反递增趋势,水面和山地有效数据天数比例低。数据采样密度为5%时,插值结果与原始影像的空间自相关、标准差和均值的相关系数分别为0.74、0.73和0.69。     

风云三号卫星气溶胶光学厚度产品的适用性验证

利用长三角地区浦东、东滩、太湖3个测站的太阳光度计CE318地基遥感观测得到的气溶胶光学厚度(AOD)数据对风云三号气象卫星FY-3A/B MERSI反演的550 nm波长AOD进行有效性验证。结果表明,FY-3A的反演结果相关系数高于0.96,仅有20%的样本表现出较大的偏差。FY-3B的相关系数最高为0.77,均方根误差(RMSE)最大为0.35。太湖站点的相关系数比浦东大,说明MERSI的反演算法在太湖更适用。FY-3A/B MERSI反演结果总体上偏小,存在一定的系统偏差,主要由气溶胶模型的假设、设备标定、选择像素比例等原因造成。     

基于时空回归克里格和AOD数据的PM2.5时空插值

基于京津冀地区2016年PM_(2.5)浓度监测数据和MOD04的10 km分辨率气溶胶数据,结合时空位置,建立PM_(2.5)回归模型,使用时空回归克里格方法对京津冀地区进行PM_(2.5)时空插值,对比研究时空回归克里格与只使用监测站数据的普通时空克里格方法的时空插值结果。结果表明,两种方法的插值结果时空趋势相同,京津冀地区东南部PM_(2.5)浓度较高,夏秋两季浓度低于春冬两季;时空回归克里格插值结果的均方根误差为26.1,时空克里格插值结果均方根误差为28.3,即兼顾时空趋势并结合气溶胶数据的时空回归克里格插值精度提高了约8%。     

基于深度全连接网络Himawari-8卫星气溶胶反演研究

利用葵花8(Himawari-8,H8)16个波段数据、卫星、太阳角度数据和深度学习技术,提出一种基于深度全连接网络(Deep Neural Networks,DNN)模型的AOD遥感反演方法(Himawari-DNN).该方法直接建立H8影像本身与AERONET站点AOD数据间的关系,可避免传统AOD遥感反演方法中复...     

基于遥感数据的京津冀地区PM2.5时空分布特征

基于MODIS AOD遥感数据,采用多元线性回归模型对PM2.5地面监测数据进行模拟估算,同时加入降水量、相对湿度等气象因子以提高模型精度,结合GIS空间分析技术,得到2015—2016年京津冀地区空间连续的PM2.5浓度分布。结果表明:利用多元线性回归模型反演PM2.5浓度效果较好,R 2均在0.59~0.84之间。在时间上,京津冀地区PM2.5浓度呈现出夏季最低、秋季稍高、冬春两季最高的变化趋势;在空间上,2015年和2016年京津冀地区PM2.5浓度有明显的区域差异,均呈现出西北低、东南高的分布格局,大致与燕山山脉和太行山脉走向一致。     

贵阳室内氡时空分布特征研究

为了全面分析室内氡的时空分布特征、来源和影响因素,选择了贵阳市不同地理位置的居民住宅、办公场所和公共场所,进行了为期一年的室内氡监测。贵阳市室内氡的平均浓度为(72.7±1.6)Bq/m3,低于室内空气污染国家标准,达标率98.5%。其中居民住宅、办公场所和公共场所的室内氡浓度分别为(93.46±86.93)、(74.68±40.74)、(61±26.93)Bq/m3。研究表明,室内涂料、装修程度和通风效果、小区环境等对室内氡浓度高低有显著影响,室内氡也随季节变化而发生波动。对于居民住宅和公共场所氡的室内外来源相对重要性不同。居民住宅内新楼和旧楼不同楼层室内氡的来源、影响因素和分布特征有显著差异。     

陆地气溶胶细模态比的有效反演算法

提出了基于卫星气溶胶光学厚度(AOD)和恩格指数反演气溶胶细模态比(FMF)的新算法,该算法采用更准确的气溶胶模型,构建了以AOD和FMF为变量的二维查找表。将该算法用于北京和Jaipur两个地区FMF反演,并与AERONET和MODIS的FMF作比较。结果表明,新算法反演的FMF与AERONET的FMF的相关系数为0.656,而MODIS C6与AERONET的FMF相关系数为0.436;以AERONET的FMF为标准,新算法的均方根误差为0.156,低于MODIS C6的均方根误差(0.318);新算法的反演结果中有90%处于±0.4的误差范围内,而MODIS C6的FMF只有57.4%处于该误差范围内。     

滆湖大型底栖动物群落分布和氮磷因子的相关分析

于2012年12月—2013年11月对滆湖水体进行了调查,分析了水体氮、磷及大型底栖动物的时空分布,初步探讨大型底栖动物群落结构与氮、磷环境因子的关系。结果表明,滆湖水体的ρ(TN)在冬春季较高,ρ(TP)四季的差异不大,在空间分布上,北部湖区的ρ(TN)、ρ(TP)均高于南部湖区;大型底栖动物出现频率最高的为霍甫水丝蚓和中国长足摇蚊,其丰度在时间上均表现为秋季夏季冬季春季,在空间上的规律性不明显;CCA分析表明滆湖大型底栖动物群落结构随季节变化规律显著,且氮含量是滆湖底栖动物群落结构的重要影响因子;对优势种的丰度与氮磷的相关性分析结果显示,滆湖底栖动物优势种与TN和NO_3~--N有显著的负相关关系。     

太湖以西常州区域水体中典型PPCPs污染特征

为进一步了解环太湖区域药品及个人护理用品（PPCPs）环境污染现状,于2016年9月对太湖以西常州区域水体中典型PPCPs污染水平进行了调查。利用高效液相色谱-串联质谱（HPLC MS/MS）检测分析了24种PPCPs在常州区域水体中的赋存和空间分布特征。结果表明,常州区域水体中24种目标PPCPs均被检出,PPCPs质量浓度总量范围为51.08～325.79 ng/L,20个监测点位中,红凌桥检出PPCPs总量最高,达325.79 ng/L;水体中优势污染物为双酚A和诺氟沙星,双酚A在黄埝桥检出的质量浓度最高,达158.53 ng/L,其次是新河口和红凌桥,质量浓度分别为65.57和57.86 ng/L;诺氟沙星在红凌桥检出的质量浓度最高,达75.12 ng/L。喹诺酮类抗生素、磺胺类抗生素在常州流域内基本呈均匀分布;激素类、大环内酯抗生素、神经镇痛类和心脏病类药物质量浓度与人口密度大致呈正相关。