大气污染联合治理分区视角下的中国PM2.5关联关系时空变异特征分析

联合治理分区下PM_(2.5)关联关系时空变异特征识别对中国大气污染防治意义重大.本文主要基于2000～2016年遥感反演的中国大陆334个地级市PM_(2.5)浓度数据,利用空间单元聚合策略与地理时空加权回归技术,系统分析了大气污染联合治理分区视角下的中国PM_(2.5)关联关系时空变异特征.结果表明:①以PM_(2.5)为首要污染物,综合考虑污染程度、地理位置、气象、地形和经济等因素可将中国大陆地区划分为10个大气污染联合治理区.②地理时空加权回归能够有效刻画PM_(2.5)与关联因素间的时空非平稳关系.同时,人口规模、第二产业生产总值、SO_2排放量、年平均气温、年降水量以及年平均相对湿度被识别出对PM_(2.5)浓度的变化影响存在显著时空差异.③人口规模对PM_(2.5)浓度的影响程度各年最大的地区均为京津冀蒙区域;川渝滇黔区域中第二产业生产总值对PM_(2.5)浓度影响程度变异度最大,在黑吉辽区域之外,SO_2排放量回归系数值均先随时间逐渐减小再增大最后又减小;各治理区中年平均温度对PM_(2.5)影响程度的时间变异程度较小;而年降水量与年平均相对湿度对PM_(2.5)影响程度在各区域中呈现不同的变异特征.     

2000年以来内蒙古生长季旱情变化遥感监测及其影响因素分析

为探讨内蒙古旱情状况及其影响因素,利用MODIS 16 d合成的植被指数产品数据MOD13A2和8 d合成的地表温度产品数据MOD11A2构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数（TVDI）,基于内蒙古2000—2017年生长季每16 d的TVDI分析了近18年来内蒙古生长季旱情时空分布特征,结合气温和降水资料初步探讨了旱情变化的影响因素。结果表明：（1）2000—2017年内蒙古生长季TVDI平均值为0.6,重旱和中旱所占面积最大,其中2007年、2010年为旱情最为严重的年份。内蒙古干旱空间分异明显,西南部以轻旱为主,中部地区以中旱为主,大兴安岭以西的呼伦贝尔草原等地旱情严重。（2）近18年内蒙古生长季干旱程度呈现轻微加重趋势,年际变化值θ_slope介于-0.07~0.7之间,阿鲁科尔沁旗东北部至霍林河一带旱情加重趋势最为严重,阿荣旗和扎兰屯等农业生产地区旱情有轻微加重趋势。（3）2017年内蒙古生长季以区域性和局域性干旱为主,6月和9月干旱最为严重,呼伦贝尔草原和鄂尔多斯高原西部干旱发生频率高且程度重。（4）内蒙古干旱影响因子分析结果表明,TVDI值与气温呈正相关、与降水和坡度呈负相关、与小于1300 m的高程呈正相关、与大于1300 m的高程呈负相关关系。内蒙古生长季TVDI与气温和降水偏相关分析结果表明,锡林郭勒盟苏尼特左旗北部、呼伦贝尔鄂伦春自治旗和呼伦贝尔草原等地旱情与气温正相关关系较为显著（P<0.01）,锡林郭勒盟东北部干旱情况与降水负相关关系较为显著（P<0.01）,其中,气温对旱情的影响强于降水。     

卫星观测资料改进活性VOCs源排放及其对臭氧模拟影响

本文以INTEX-B （Intercontinental Chemical Transport Experiment-Phase B）人为源、FINNv1（Fire Inventory from NCAR version 1）生物质燃烧源、MEGAN （Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature）生物源作为基准源,用2005~2007年3a的OMI观测资料作为参考,使用WRF-chem模式,建立了卫星观测数据与地面排放VOCs源数据的回归方程,通过OMI观测资料的约束,人为源在目前污染最为严重的京津冀、长三角、珠三角3个城市群区域分别增加了1.51倍、1.87倍和1.93倍,生物质燃烧源在3个区域分别增加了12.2倍、6.15倍和2.27倍,生物源在3个区域分别增加了1.66、1.31和1.21倍,增加后的浓度分布与前人研究结论有较好的一致性.使用改进后的源清单模拟结果来看,不同季节,3个区域O₃浓度均有不同幅度的增加,各季节增幅较大的区域均主要集中在京津冀、长三角和珠三角中心城市及周边区域,与我国大型城市区基本都是VOCs敏感区的结论一致.整体而言,VOCs源强改进后,NO_x敏感区O₃浓度增加幅度不大,不超过4×10^-9,而部分VOCs敏感区增幅超过20×10^-9.本文所提供的方法可进一步改进后在大气污染相关研究中,特别是模式源清单研究中广泛使用.     

基于OMI数据的新冠疫情影响下福建省臭氧敏感性变化

基于OMI卫星数据,利用臭氧敏感性指示剂法研究了福建省及其九地市在COVID-19疫情影响下不同时间阶段大气臭氧敏感性特征以及不同情景下敏感性的变化规律.结果表明,在疫情前,福建省的大气臭氧生成控制区面积占比情况为VOC_S控制区占46.5%、协同控制区占25.0%、NO_x控制区占28.5%,以VOCs控制区为主,其中厦门市占比最高,南平市最低;在严控期,VOC_S控制区占29.5%、协同控制区占21.1%、NO_x控制区面积占49.4%,以NO_x控制区为主,其中宁德市占比最高,莆田市最低;在平稳期,VOC_S控制区占23.1%、协同控制区占29.1%、NO_x控制区占47.8%,以NO_x控制区为主,其中南平市占比最高,厦门市最低.与疫情前相比,严控期厦门市VOC_S控制区面积占比减少最多（38.1%）、最少的是三明市（7.9%）;从转化结果来看,第一类城市包括莆田市、泉州市、厦门市,敏感区变化受前体物HCHO、NO₂共同影响,而第二类城市主要受NO₂柱浓度变化影响.因此,第一类城市臭氧调控更加复杂.     

基于METRIC模型的江汉平原蒸散量估算适应性分析

蒸散发是整个水文循环中的关键环节,现有传统测量方法虽具有较高的点位精度,但空间代表性不足,无法满足大空间尺度的遥感估算。以半湿润区为主的江汉平原为研究区域,以遥感蒸散模型为核心手段,首次引入METRIC模型,探讨METRIC模型在江汉平原蒸散量估算中的适用性,并应用METRIC模型和SEBAL模型对研究区域进行遥感蒸散量反演,同时利用世界粮农组织(FAO)提供的P-M模型参考蒸散量计算公式,计算了气象站点当日参考蒸散量并进行估算误差对比。结果表明:(1)4日中蒸散量较小的3日METRIC模型估算误差较SEBAL模型更小,平均估算误差降低约9%,仅蒸散量较大的1日SEBAL模型较METRIC模型具有更高的估算精度,这表明蒸散量较小的时间段内,METRIC模型在江汉平原表现出良好的适用性,估算误差较SEBAL模型更小,具有更好的应用价值,而蒸散量较大的时间段内,SEBAL模型能够提供较METRIC模型更高的估算精度,具有更好的应用价值;根据季节交替使用两模型能够有效提高区域遥感蒸散量的估算精度;(2)不同蒸散量时两模型出现估算精度差异的最大影响因素为冷热像元即干湿边界的选取原则,SEBAL模型干湿边界的选取原则以水体作为湿边界,适合土壤蒸发量及植被散发量较小的干旱地区,而METRIC模型干湿边界的选取原则以湿润、温度较低的植被覆盖区域作为湿边界,增加了对植被散发的权重考虑,避免了高植被覆盖区域水分胁迫带来的精度影响,并以DEM数据对区域高程、地形坡度加以修正,可降低高程差所带来的"冷却效应",这些改进使该模型在蒸散量较小的时间段内取得了更高的估算精度;但蒸散量较大时,水体蒸散在总蒸散量中的权重大幅增加,降低了植被散发等对最终估算结果的影响程度,此时SEBAL模型以温度较低水体作为湿边界的选取原则使水体蒸散发在总蒸散量估算中占据更大的权重,相较METRIC模型在蒸散量较大时能够提供更高的估算精度。     

卫星伸展机构的图示评审技术应用

目的解决卫星伸展机构参数表现形式多样且不确定的问题。方法运用图示评审技术,构建MU-GERT网络模型,并将参数统一用广义灰数表征。考虑解析算法的复杂性,提出针对该网络模型的矩阵式表征方法,并设计出矩阵式求解算法,便于运用计算机编程进行准确快速的求解。结果用MU-GERT网络模型计算概率不确定时制作一个合格卫星伸展机构需要的时间,仿真模拟出制作出一个合格卫星伸展机构的期望与机会。结论为图示评审技术在卫星伸展机构研制中的应用提供了研究思路和经验借鉴。     

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

近20 a中国省会及以上城市空间形态演变

以多时相、多波段的Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,利用NDBI-SAVI指数提取1990-2010年中国35个省会及以上城市的建设用地信息,通过计算紧凑度和形状指数,研究城市扩张状况,并借助雷达图来分析城市扩张的方向。结果表明:从城市扩张速度来看,东部城市总体上扩张速度高于中部和西部,其中4个直辖市的扩张速度普遍高于其它城市;扩张速度相对较慢的城市多分布在华北和西北等重工业或河谷型城市。从空间形态变化上看,两时期35个城市的形状大都集中于正方形与矩形之间,只有少数城市形状为菱形、星形、H形或X形。综合来看,近20 a中35个城市形状指数的平均值增加,而标准差减小,城市形态趋于复杂;同时,城市紧凑度的平均值减小。有15个城市的紧凑度增加,20个城市的紧凑度减小。城区往往趋向于少数几个方向扩张,"摊大饼"式的扩张不多见。     

上海地区不同类和不同强度灰霾季节分布特征

主要采用美国宇航局(NASA)2007年1月-2010年11月CALIPSO卫星搭载的正交极化云-气溶胶激光雷达(CALIOP)L1产品及地面气象观测资料,分析得到上海地区干霾和湿霾、不同强度灰霾天气的季节分布特征,并重点研究了发生干霾时气溶胶散射强度、粒子规则性和尺度大小随季节的变化规律。结果表明:灰霾的发生具有较明显的季节性,春季为干霾高发期,其次是夏冬季;夏冬两季轻度以上干霾发生比例均大于春季与秋季;大气中主要以小尺度、较规则的气溶胶粒子为主;干霾时,气溶胶粒子和不同量级色比值所占比例季节变化不大;夏季发生干霾时小尺度粒子所占比例最大。     

环境监测中遥感技术的运用探究

目前,遥感技术已被广泛使用于大气污染、水污染、地面污染等环境污染的监测工作中,在环境检测工作中遥感技术有速度快、成本低、范围广、长期进行动态监测等优势。经过不断的发展遥感技术越来越新颖,有热红外遥感技术、微波遥感监测技术和可见光-反射红外遥感技术。