中原城市群城市化程度对气溶胶时空分异的影响

基于2016年MODIS L2与Landsat 8 OLI遥感影像数据,通过暗像元算法反演获取气溶胶光学厚度(AOD)数据以及目视解译获取土地分类数据,采用回归分析及相关性分析对中原城市群气溶胶的时空分布以及城市化程度对其影响的规律进行研究。结果显示,研究区AOD季节分布特征显著,平均值表现为春季(0.652)秋季(0.461)夏季(0.456)冬季(0.321),以太行山南麓、伏牛山东麓、桐柏山北麓为分界线呈现东高西低的空间分布态势。建设用地面积与年度AOD均值具有显著正相关关系,相关系数为0.467(F=325.090,P=0.000),其中秋季AOD受建设用地面积影响最大,冬季最小。在中原城市群尺度上,以10 km×10 km为最小样方单元,当建设用地面积占比在1.03%~3.05%区间,建设用地面积的增加导致AOD的极显著增加,相关系数为0.369(F=30.364,P=0.000);在11.17%~74.49%区间,建设用地面积的增加导致AOD的显著增加,相关系数为0.143(F=0.020,P=0.029),且在1.03%~3.05%区间幂函数模型拟合度最优,在1.17%~74.49%区间线性模型拟合度最优;在0%~1.02%区间,建设用地面积的增加对春季AOD的增加影响显著;在1.03%~3.05%、11.17%~74.49%区间,建设用地面积增加对冬季AOD增加影响极显著;而在3.06%~6.01%、6.02%~11.16%区间,建设用地面积的增加仅对夏季AOD增加产生影响。中原城市群尺度上,建筑用地占比空间分异在不同程度上影响不同季节AOD空间分布特征,城市群东部平原西部山地丘陵的自然地势在一定程度上影响AOD的分布。     

近10年中国大陆 MODIS 遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001—2010年 MODIS 大气气溶胶光学厚度(AOD)资料,分析中国550 nm AOD 年和季节平均分布.还选取了10个代表性区域,分析 AOD 变化特征.这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征:中国年平均AOD 空间区域分布中心大体呈现两低两高.两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的(1)黑龙江和内蒙古东北高纬度地区(~0.2);(2)川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区(0.1~0.2).一个 AOD 低值带(0.2~0.3)连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆.在此低值带两侧,各有一片 AOD 高值中心(~0.8):(1)人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域(从四川盆地,两湖地区到长三角)到华南珠江三角洲相联的大片高 AOD 中心区域;(2)以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高 AOD 区.中国 AOD 这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化.中国春季 AOD 高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季.南方 AOD 月变化规律多为双峰型,即3—5和8—9月出现2次高峰,5—7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应.北方为单峰型,6—7月为高峰,11到来年2月为低谷.用弱季风年(2002)和强季风年(2003)季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆 AOD 的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关     

近10年中国大陆MODIS遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001—2010年MODIS大气气溶胶光学厚度(AOD)资料,分析中国550 nm AOD年和季节平均分布。还选取了10个代表性区域,分析AOD变化特征。这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征:中国年平均AOD空间区域分布中心大体呈现两低两高。两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的(1)黑龙江和内蒙古东北高纬度地区(～0.2);(2)川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区(0.1～0.2)。一个AOD低值带(0.2～0.3)连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆。在此低值带两侧,各有一片AOD高值中心(～0.8):(1)人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域(从四川盆地,两湖地区到长三角)到华南珠江三角洲相联的大片高AOD中心区域;(2)以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高AOD区。中国AOD这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化。中国春季AOD高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季。南方AOD月变化规律多为双峰型,即3—5和8—9月出现2次高峰,5—7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应。北方为单峰型,6—7月为高峰,11到来年2月为低谷。用弱季风年(2002)和强季风年(2003)季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆AOD的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关。     

山西省气溶胶光学厚度时空变化特征及气候效应分析

利用山西省109个气象台站1981—2016年地面能见度、水汽压和气象资料,反演并分析了山西省气溶胶光学厚度(AOD)的时空分布及长期变化特征,结合气温资料,揭示了AOD在山西省气候变化中的作用。研究显示,山西省气溶胶光学厚度多年平均值为0.23,大体呈由北向南逐渐增加,由中部盆地向两侧山地逐渐减小的特征。山西省AOD上升特征明显,平均每10年上升0.01,然而上升趋势并不完全呈线性,在2008—2013年出现了明显的低谷。冬季、夏季和秋季AOD都呈显著上升趋势,其中以冬季上升幅度最大。山西72%的地区AOD呈上升趋势,多集中在太原盆地、临汾盆地、运城和长治盆地。近年来,山西省气温存在1个显著升温过程(1981—1998)和1个升温停滞过程(1999—2016),气溶胶对山西省1981—1998年间的气候变暖有一定的减缓作用,尤其对冬季增温有显著减缓作用,即山西省AOD越大的地区,冬季气温增速越慢,冬季AOD每增加0.1,平均气温增速减小0.019℃·a~(-1),最高气温增速减少0.020℃·a~(-1)。此外,山西省AOD与气温日较差存在显著负相关关系,随着AOD的增加,山西省气温日较差呈下降趋势;冬、夏季AOD与气温日较差的负相关关系更显著。     

基于MODIS C6产品研究湖北省气溶胶光学特性的时空分布

气溶胶存在巨大时空变化特征,对其辐射效应的评估仍存在很大的不确定性,有效的评估很大程度地依赖于气溶胶光学特性。华中地区气溶胶水平长期以来居高不下,然而对这一区域的气溶胶光学特性研究存在很大的缺口。利用MODIS C6数据集的气溶胶产品(MYD04_L2)对湖北省2002—2016年气溶胶光学特性的时空变化情况进行分析,并提取武汉周边地区气溶胶光学参数及大气柱气溶胶质量浓度,对其时间变化特征进行分析。结果表明,整个湖北省气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比(FMF)、气溶胶柱质量浓度(AMC)均呈现显著的高低值分界线,与湖北东西部的地势和人口密集程度差异有关。其中,AOD与AMC高低值的范围相似,而FMF的高、低值区与AOD、AMC分布相反。AOD季节上呈现春夏高、秋冬低的态势;然而,夏季AMC值最小,这表明夏季AOD高值是由气溶胶吸湿性增长作用增强引起的。受局地扬沙和远距离沙尘输送影响,春季鄂中南部存在远高于其他三季的大范围AOD和AMC高值区。FMF高值出现在夏秋两季,与二次气溶胶增长有关;最低值出现在冬季,武汉及荆州周边地区FMF值最低,受人为排放的粗模态粒子增加和偶发性沙尘天气共同作用。武汉地区气溶胶光学厚度和柱质量浓度呈逐年下降趋势,其中AOD在2008年以前逐年上升,而在2010年以后以每年0.05的幅度下降;FMF和AOD月平均最大值均出现在2010年6月。     

近50年淮河流域气候变化时空特征分析

在全球气候变化的背景下,流域水资源、农业和生态环境将对气候变化有不同程度的响应,研究淮河流域气候变化趋势和空间特征,将有益于制定应对气候变化的策略。利用1961─2010年淮河流域145个地面气象站观测资料,对近50年以来淮河流域常规气象要素的时间和空间特征进行分析,得出以下结论,(1)全流域年平均气温表现出升高的趋势,年平均气温变化有显著的空间差异性,南四湖地区、淮河干流中下游以南以及伏牛山区,为气温显著上升区;山区最高气温上升缓慢,而最低气温上升明显;全流域平均气温日较差有下降的趋势,气温日较差的空间变化呈现出流域中部平原区减小而其他地区增加的分布特征。(2)全流域地面气压呈降低趋势,空间差异性增大,淮河流域广大平原为降低速率慢的区域,上游桐柏山区和大别山区则为降低速率快的中心;风速的变化及其空间差异性总体上均呈减小趋势,但在淮干上游山区、沂蒙山区以及里下河沿海地区地面风速有增大的趋势。(3)流域西部相对湿度呈微弱增大的趋势,而流域东部呈微弱减小的趋势;日照时数逐年递减的趋势比较明显,空间上呈现流域西部递减的趋势比东部明显。(4)年均降水量以淮河干流为界,呈现南部增多,北部减少的特征,导致流域年平均降水量南多北少的空间分布差异呈增大趋势。     

云贵高原气溶胶分布的区域与气候特征

云贵高原地形地貌复杂,探讨其气溶胶区域分布的时空差异性,对不同区域科学制定生态文明建设政策具有重要意义。利用2001年以来的MODIS 3 km分辨率气溶胶光学厚度数据,综合运用空间插值、趋势分析等方法探讨了云贵高原2001-2016年气溶胶光学厚度的区域分布和气候特征。结果表明,较高分辨率的3 km气溶胶数据显示出高原气溶胶的不同梯度空间分布和时间变化特征。以乌蒙山脉为界,高原多年平均AOD空间分布呈东高西低的分布特征,其中东部年平均AOD约为0.32,西部约为0.13。年平均AOD高值区(0.6)位于贵州省与四川盆地相邻的北部(包括遵义市、铜仁市)、与广西毗邻的东南部,以及省会城市贵州贵阳和云南昆明;高值区分布主要受人类活动、区域传输和地形所影响。季节平均表明,云贵高原东西部AOD高值的出现季节不完全同步,高原东部春季和冬季最高,高原西部春季最高,冬季最低。从相邻的两个强弱季风年来看,其与常年距平的反相位分布可能反映季风强度对气溶胶年际变化的影响。变化趋势上,高原年平均AOD呈现下降趋势,下降趋势率为-0.021/10a,但其中2001-2011年期间为波动上升,2011-2016年呈现显著下降,下降趋势率为-0.33/10a。高原东西部年AOD下降的速率有较大区别,高原东部的下降幅度明显大于西部,下降趋势率分别为-0.059/10a和-0.003/10a。     

近10年中国大陆MODlS遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001-2010年MODIS大气气溶胶光学厚度（AOD）资料,分析中国550nmAOD年和季节平均分布。还选取了10个代表性区域,分析AOD变化特征。这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征：中国年平均AOD空间区域分布中心大体呈现两低两高。两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的（1）黑龙江和内蒙古东北高纬度地区（－0．2）;（2）川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区（0．1-0．2）。一个AOD低值带（0．2－0．3）连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆。在此低值带两侧,各有一片AOD高值中心（－0．8）：（1）人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域（从四川盆地,两湖地区到长三角）到华南珠江三角洲相联的大片高AOD中心区域;（2）以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高AOD区。中国AOD这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化。中国春季AOD高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季。南方AOD月变化规律多为双峰型,即3－5和8－9月出现2次高峰,5－7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应。北方为单峰型,6－7月为高峰,11到来年2月为低谷。用弱季风年（2002）和强季风年（2003）季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆AOD的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关。     

中国各省区近10年遥感气溶胶光学厚度和变化

用2000—2009年MODIS大气气溶胶光学厚度（AOD））资料,分析中国29个省（区、市）AOD多年平均值和年际间变化趋势。中国10年平均AOD高值区主要集中在华北、华中、华南和新疆,低值区主要在青藏高原、西北（除新疆外）、东北和西南地区。中国有13个省（市、区）多年平均AOD超过0.4。最高为0.735（江苏）。只有西藏和黑龙江的AOD小于0.2,其余15个省区市的AOD在0.2至0.3之间。除新疆外,中国的AOD高值区全部集中在工业发达和人口密集的地区。中国年际间AOD的变化为上升趋势。近10 a来AOD增长的倾向率为0.019/10a,即增加了4.3%。其中在2000—2007年间的上升最为明显,在2007年达到近10 a来的最高峰（0.437 6）,2008年以后中国的AOD开始出现下降趋势,2009年达到近10 a来最低值（0.372 0）。有17个省区市AOD气候学变化倾向率为正值,变化的范围为0.006~0.099/10a。有12个为负值,变化的范围为-0.037~-0.003/10a。出现AOD增加和减少趋势的区域两极分化,即高排放地区继续增加,低排放地区持续减少。     

近年来长江流域气溶胶光学厚度时空变化特征分析

利用2000年3月至2011年2月MODIS Level3遥感反演大气气溶胶光学厚度（AOD）产品数据,结合中国地形的3大阶梯分布,分析近年来长江流域气溶胶光学厚度的时空变化特征。结果表明,近12年来,长江流域的年平均AOD值在0．38,～,0．44之间变化,其中“第一阶梯”年平均AOD呈极显著下降趋势（P〈0．01）,“第二阶梯”和“第三阶梯”则呈上升趋势,但趋势不显著（P〉0．05）;4季平均AOD除春季呈下降趋势,其他3季均为上升趋势,其中冬季上升速率最快,线性倾向率为0．004·a-1（P〈0．05）,春季AOD与其他季节的差距在逐步减小;长江流域3大阶梯AOD具有鲜明的季节变化特征,基本上是春夏季较大,秋冬季较小,具体表现为春季最大,从夏季到冬季逐渐减小,冬季到来年春季跳跃性增高,但由于地理位置、地形、气候、人类活动等因素的影响,不同区域又有所差异;AOD年平均值和四季平均值均表现为“第三阶梯”〉“第二阶梯”〉“第一阶梯”。长江流域年平均AOD变化空间差异显著,其中显著减少区域占整个流域面积的17．54％,主要分布在“第一阶梯”;显著增加的区域仅占流域总面积的5．23％,主要分布在“第二阶梯”和“第三阶梯”。另外,由于海拔、地形及山脉阻挡等诸多因素影响,导致在地形阶梯间高程突变线左右两边的狭窄区域,AOD分布存在低处明显大于高处的现象。这些结果有助于长江流域的区域气候变化和环境研究。     

成渝城市群黑碳气溶胶的时空分异特征及其对土地利用/土地覆被变化(LUCC)的响应

基于2000—2015年MERRA-2的黑碳气溶胶(BC)空间分布数据和土地利用/土地覆被数据,利用GIS空间分析手段和地理加权回归模型,识别成渝城市群BC浓度的时空分异和土地利用/土地覆被变化(LUCC)特征,探讨BC浓度对LUCC的响应关系。结果表明:(1)成渝城市群BC浓度在整体上呈现出中部高、四周低的同心圆格局,且这一态势在15 a中没有发生明显改变;2000、2005、2010和2015年的年均浓度分别为3.86、4.97、4.91和4.51μg·m~(-3),以2005年为拐点呈先上升后下降的趋势,且2005年高值区的空间范围最大,经历了扩张-收缩的变化过程;在季度水平上表现出冬季秋季春季夏季的趋势,秋冬季BC污染形势严峻;(2)2000—2015年成渝城市群土地利用/土地覆被的主要类型为耕地、林地和草地,该时期3种地类面积总和的占比均在94.61%以上,土地利用结构未发生明显改变;以耕地与草地连续减少和建设用地持续增加为LUCC的主要特征,水域、林地和未利用地略有增加;(3)不同土地利用/土地覆被类型下的BC浓度总体上呈现出建设用地耕地水域林地未利用地草地的特征;在不同的土地利用/土地覆被转换方式下,当人工用地转为自然用地时BC浓度降低,当自然用地转为人工用地时BC浓度增加;(4)地理加权回归模型计算结果表明,局域拟合系数较高区域的LUCC对BC浓度的影响较为显著,且呈现出明显的空间分异现象。     

基于遥感的秸秆焚烧对江苏省气溶胶光学厚度时空分布的影响研究

为了解秸秆焚烧对大气气溶胶光学厚度(AOD)时空分布的影响,利用江苏省2010—2015年卫星监测数据和气象观测数据,计算了5—7月份江苏省的AOD信息,采用基于上下文的增强的火点遥感识别方法提取了6月江苏省的火点信息,分析了AOD与火点的时空变化特征,以期为开展大气环境监测与评价提供依据,为政府秸秆焚烧防控决策提供参考。结果表明:江苏省秸秆焚烧火点主要集中于6月,2010—2013年6月秸秆焚烧火点较多,2014年和2015年的火点数明显减少,且火点主要集中于长江以北地区,而长江以南地区较少;在没有秸秆焚烧的情况下(以5月和7月作为对照),江苏省AOD的空间分布表现为苏南最高,苏中其次,苏北最低;而受秸秆焚烧影响的6月,全省平均AOD值均大于5月和7月,其中江苏西部、苏北、苏南大部分地区AOD值明显增大,AOD高值区跟秸秆焚烧火点高发区分布总体一致;秸秆焚烧对苏南、苏中和苏北的AOD值影响存在一定差异,针对5—6月AOD进行差值计算,发现苏北AOD平均差值为0.19,苏南为0.22,苏中最小,仅为0.11,且苏中部分地区的AOD差值与火点的分布并非完全一致,这是由于6月苏中地区以东到东南风为主,且苏中平原秸秆焚烧排放的污染物更易扩散,导致秸秆焚烧对苏中地区AOD值的影响程度小于苏南和苏北,与火点的分布并不完全一致。可见,秸秆焚烧可对江苏省AOD的时空变化产生较明显的影响。     

兰州—西宁城市群城乡建设用地开发强度空间格局变化及影响因素分析

明确土地开发强度空间格局特征和演变规律,对城市发展边界、生态安全红线和耕地保护红线划定具有重要的指导意义。以1995、2005、2015和2018年兰州—西宁(兰西)城市群39个县级单元为研究区,运用趋势面分析、空间自相关和地理探测器等方法,分析兰西城市群城乡建设用地开发强度空间格局特征及其影响因素。结果表明:(1)兰西城市群城乡建设用地开发强度均值总体呈增长态势,由1995年的2.74%增长到2018年的4.45%,在空间上呈现兰州—西宁2个中心高、外围地区依次降低的"核心—外围"空间分布格局。(2)东西方向和南北方向空间差异较大,且呈现出扁平的倒"U"型曲线分布态势。(3)城乡建设用地开发强度空间上存在显著正相关性且集聚特征明显,冷热点区的空间分布具有相对稳定性。(4)1995—2018年城乡建设用地开发强度受人口集聚水平、经济发展水平、产业结构水平和海拔等要素综合影响。研究结果可为兰西城市群以及同类型地区城乡建设用地管控和高质量发展提供决策参考。     

基于AERONET典型污染天气下香河气溶胶光学特性研究

气溶胶光学特性是研究气溶胶气候效应的基础,气溶胶辐射强迫估算中最大的不确定性源于对气溶胶光学特性估算的不确定性,详细了解气溶胶光学特性尤其是典型污染天气下的光学特性对研究气溶胶辐射强迫估算具有重要意义。为深入了解香河地区大气气溶胶光学特性,利用AERONET数据资料研究了香河冬、春季节气团来向、气溶胶光学厚度(AOD)以及气溶胶的类型,对比分析了春季沙尘和冬季雾霾天气条件下大气气溶胶光学性质的差异。结果表明:移动速度较慢的气团伴随着高AOD(AOD1.0),而移动速度快的气团伴随着较低的AOD(AOD0.5)。Gobbi气溶胶图解法分析显示,香河站沙尘和细粒子气溶胶都会产生高光学厚度。香河沙尘和雾霾期间粗、细粒子消光占比差异明显,其中细粒子消光分别占总消光的40%和95%,说明雾霾天气发生时细粒子消光对总消光具有重要贡献。沙尘期间,平均AOD稍高于雾霾天气,其中高AOD(1.0)出现的频率达到86%,说明沙尘天大量的粗粒子对总消光具有强烈贡献。两种污染天气下的AOD和Angstrom波长指数(AE)的关系明显不同,其中雾霾污染下的AE随AOD增大表现出缓慢减小的趋势,而沙尘期间AE随AOD变化复杂,当AOD大于1.8时,AE约为0.05。沙尘期间,平均AE为0.45,其中低于0.1和大于0.6的AE分别占41%和32%,表明香河作为沙尘下游地区,沙尘发生时气溶胶主要源于长距离传输的粗粒子和局地产生的细颗粒的共同贡献。雾霾天气下平均AE(1.19)是沙尘天的2倍多,其中大于0.9的AE频率分布高达93%,说明香河雾霾期间气溶胶以细粒子为主。研究结果对香河地区大气污染控制具有重要作用,可为京津冀地区大气污染治理及气溶胶气候效应研究提供参考依据。     

基于MCD12Q2的秦岭植被物候时空变化及对气候的响应

植被物候是反映环境条件和气候变化最客观、最敏感的指示器,秦岭是中国南北自然环境的分界线,研究秦岭物候变化对于深入理解和预测陆地生态系统的动态变化具有重要的意义。基于2001—2016年连续16 a的MCD12Q2数据和气候资料、利用统计分析方法对秦岭地区植被物候变化规律及对气候的响应进行了研究,结果表明,(1)秦岭地区植被物候始期、末期、生长期长度大体呈现由南到北的纬向分异规律。物候始期表现出由南向北逐渐延迟的纬向分布特征,物候末期分布情况与始期大体相反。生长季始期主要分布在第80—110天(3月下旬至4月中旬),生长季末期均值集中分布在第300—320天(10月下旬至11月中旬),生长期长度绝大部分在200—240 d之间。(2)16 a间秦岭地区植被物候年际变化的总体特征呈现生长始期具有提前趋势(P0.05),平均提早0.61 d·(10 a)~(-1);生长末期具有显著的推迟趋势(P0.05),平均推迟3.1 d·(10 a)~(-1);生长期长度年际变化具有延长趋势(P0.05),平均延长3.7 d·(10 a)~(-1)。(3)生长始期随海拔高度呈现上升线性提前,海拔每升高1 000 m,生长始期推迟18 d左右。(4)秦岭地区植被生长始期与3月气温之间具有极显著的相关关系(P0.01),3月气温每增加1℃生长始期提前2.1 d;生长末期与9月气温之间具有显著的相关关系(P0.05),9月气温每增加1℃生长始期推迟1.5 d。研究结果揭示了秦岭地区植被物候及其变化趋势、变化速率的时空分布特征,分析说明了物候的变化与春、秋季温度密切相关。     

武汉市黑碳气溶胶质量浓度空间分布的主导因素分析

基于中国东部地区黑碳气溶胶(BC)减排的严峻形势,开展武汉市黑碳气溶胶的水平方向观测和垂直方向模拟工作,了解武汉市黑碳气溶胶的含量和沉降通量的时空变化规律及其主要影响因素,明确黑碳气溶胶释放、输送和沉降规律,对深入地认识黑碳气溶胶的气候和生物地球化学效应具有理论意义。运用Meteoinfolab软件、轨迹分析、相关分析及多种模型拟合等方法,实测武汉市2015年7月—2016年6月黑碳气溶胶水平向分布数据,以WRF-CMAQ模型运行的模拟数据作为垂直向分布的基础数据,分析其空间分布规律;选择气象因子、污染物构成、环流因子、下垫面因子等主导因子,分析它们对武汉市黑碳气溶胶质量浓度空间分布规律的影响。结果表明,(1)BC质量浓度受温度、能见度、气压影响较大,相关系数分别为-0.637、-0.549、0.574。当风速小于2 m?s~(-1)、风向为东北或者东北偏北时,BC质量浓度达到最高值;当风速大于2 pH、风向为西南偏南时,BC质量浓度出现最低值。垂直方向上,低层和高层黑碳浓度主要受风速影响,而中层黑碳浓度则主要受温度影响。(2)BC质量浓度与PM_(2.5)、PM_(10)、CO相关系数为0.863、0.657、0.647,同源性强,采用三次曲线模型对BC与三者之间的关系分别进行拟合,效果最佳。(3)后向轨迹分析表明:武汉市高空气流来自于远源及海洋地区;中低空夏秋季节主要受较短距离的运输气流影响。(4)武汉市黑碳质量浓度受与主干道距离、植被覆盖率、水体分布等下垫面因素影响较大,空间分布差异明显。     

内蒙古兴安盟参考作物蒸散量时空变化及敏感性分析

为探讨气候变暖背景下内蒙古兴安盟参考作物蒸散量的变化特征及其对主要气象要素的敏感性,基于兴安盟8个气象观测站1973—2017年逐日气象观测数据,通过联合国粮食及农业组织推荐的Penman-Monteith公式,计算兴安盟地区1973—2017年生长季(4—9月)逐日参考作物蒸散量(ET_0),采用气候倾向率、累积距平、响应曲线和敏感系数等方法分析了该时段内ET_0及主要气象要素的变化特征,并探讨了ET_0对气温、平均风速、日照时数、平均水汽压的敏感性。结果表明:(1)兴安盟生长季平均气温、最高气温、最低气温呈显著上升趋势(P0. 01),平均风速呈下降趋势,日照时数和平均水汽压呈上升趋势,后3者变化趋势均未通过显著性检验。(2)近45 a来兴安盟生长季ET_0平均值为765. 9 mm,高值区主要分布在突泉县大部以及科右中旗中部,低值区主要分布在阿尔山市西北部。兴安盟生长季平均日参考蒸散量呈增加趋势,但增加趋势不显著,兴安盟1973—2017年生长季日平均ET_0的变化大致可划分为5个特征明显的阶段。(3)近45 a来,阿尔山、索伦、巴彦呼舒生长季平均日ET_0呈显著增加趋势(P0. 05),突泉变化趋势不明显,音德尔、乌兰浩特呈弱下降趋势。(4)兴安盟生长季ET_0对气温、平均风速、日照时数为正敏感,且对气温最敏感,其次是平均水汽压,对平均风速敏感性最低,仅对平均水汽压负敏感。(5)ET_0对气温、日照时数和平均水汽压的敏感区主要分布在兴安盟东部和南部地区,北部大部以及东南角为ET_0对平均风速敏感区。     

青岛地区大气气溶胶中多环芳烃的GC/MS分析

本文采集了青岛5个区的大气气溶胶样品，参照美国EPA610方法，用GC/MS分析鉴定多环芳烃。结果表明，青岛市大气气溶胶中PAHs总量的总趋势是东部高于西部，中部高于南、北部。多环芳烃的环数分布表明，气溶胶中PAHs几乎全部由人类活动产生。16种优先控制多环芳烃化合物中的萘、苊、芴、荧蕙、茚并[1，2，3-cd]芘，苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽等有毒有害有机污染物普遍检出于市内五区。苯并[a]芘的大气含量甚微。     

大西安都市圈城市热岛效应时空分布特征及AOD对热岛强度的影响研究

近年来,随着城市化进程快速发展以及城市气溶胶污染的加重,城市热岛效应(UHI)日益明显。以大西安都市圈为研究对象,利用2003—2018年MODIS LST数据提取了大西安近16 a的地表温度信息,基于Mann-Kendall非参数检验法、Pearson相关分析和R/S分析法等方法研究分析了大西安城市热岛效应时空分布特征,剖析了城市热岛强度与其影响因子的相关性,以及定量评估了气溶胶对城市热岛效应的贡献。结果表明,(1)大西安都市圈在2003—2018年间白天平均地表温度为21.68℃,夜晚为7.28℃,年均和季均地表温度均呈现上升趋势,整个研究区地表温度在空间上呈现北高南低的分布格局。(2)全年昼夜平均地表温度变化率分别为0.123℃·a~(-1)和0.051℃·a~(-1)。从四季地表温度趋势检验结果来看,夏季白天(P0.01)和冬季白天(P0.05)均呈现上升趋势;夏季、秋季和冬季在夜晚也呈现上升趋势,并且分别通过了0.05、0.05和0.01的显著性检验。(3)影响全年白天城市热岛强度的主要因素是NL、EVI、人口密度和不透水表面,在夜间影响因素主要为NL、AOD和不透水表面,其中,不透水表面是影响城市热岛的最直接因素。(4)估算得到气溶胶对稳定城市区域夜间UHI的贡献为(1.64±0.16)℃,对城市区域夜间UHI的贡献为(1.92±0.14)℃,由于城市区域周边工业工厂较多,因此气溶胶污染相比稳定城区较高。然而,通过治理气溶胶污染可以有效地缓解夜间城市热岛现象和热胁迫。     

崇明东滩滨海围垦湿地CO_2通量贡献区分析

利用通量贡献区模型(FSAM)对崇明东滩滨海围垦湿地生长季和非生长季的CO2通量贡献区(Footprint)进行分析,结果表明:(1)135°~225°方向为生长季主风向,而315°~45°方向为非生长季主风向。(2)在生长季主风向,大气稳定状态下的Footprint函数取得最大值时的位置(Xm)为96.84 m,90%的通量信息来源于迎风向41.04~378.20 m、垂直迎风向-79.73~79.73 m范围内;而大气不稳定状态下的Xm为75.28 m,90%的通量信息来源于迎风向33.83~257.07 m、垂直迎风向-82.29~82.29 m范围内。在非生长季主风向,大气稳定状态下的Xm为82.68 m,90%的通量信息来源于迎风向36.73~282.49 m、垂直迎风向-120.31~120.31 m范围内;而大气不稳定状态下的Xm为56.49 m,90%的通量信息来源于迎风向25.90~179.90 m、垂直迎风向-76.30~76.30 m范围内。(3)非主风向贡献区分布与主风向有相似的规律。在生长季和非生长季,大气稳定状态下的贡献区面积均要大于大气不稳定状态下的贡献区面积;而在相同的大气稳定状态下,生长季的贡献区面积要大于非生长季。(4)在非生长季,主风向观测的垂直迎风向范围要远大于其他风向,这可能和该条件下的横向风速脉动标准差与摩擦风速的比值(σv/u*)较大有关。