基于OMI数据的中国臭氧总量时空动态信息提取

文章以OMITO3e数据产品为源数据,探讨了HDF-EOS数据格式的结构特征,在此基础上以MATLAB为主要工具,运用MATLAB函数库实现了HDF-EOS数据格式向shapefile格式的转换,以适应空间分析的要求,按此思路实现了OMITO3e数据产品信息的提取,获得了2005年1月～2007年12月中国O3总量的时空分布特征,结果表明:以此方法获得的中国臭氧信息能够准确的反应其真实的时空动态,同时也为OMI数据和其他EOS数据的进一步应用提供了一种新的方法。     

近三年中国甲醛时空分布特征及影响因素分析

近年来,研究大气污染物的时空分布特征及影响因素分析已成为环境科学领域研究的热点问题.本文基于OMI甲醛垂直柱浓度数据产品,结合各省市气象、植被、人类活动等数据,对全国2015—2017年甲醛柱浓度时空分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,全国甲醛柱浓度分布极不均衡,整体呈现自东南沿海向西北递减的趋势,此外在新疆与西藏的小部分地区存在高值区域.3年来全国甲醛柱浓度为整体上升,且变化率在-1.02～1.46之间,其中全国81%地区呈上升趋势,19%地区呈下降趋势.全国甲醛柱浓度季节性变化规律表现为夏季春季秋季冬季.甲醛柱浓度时空分布受气象因素影响,整体上与气温、降水呈正相关,但部分地区降水对甲醛有消减作用;甲醛柱浓度也与植被量呈正相关,如植被丰富的西藏地区及我国东南部,植被对甲醛柱浓度的影响显著.全国大多数省份甲醛柱量与地区生产总值、汽车保有量呈显著正相关,人类足迹分布模式与甲醛柱浓度空间分布的一致性较高,指示在城市发达地区,人类活动和经济发展、汽车尾气是导致甲醛柱浓度增高的主要原因.     

兰州市大气臭氧与其前体物及气象因子相关性研究

兰州市在"一带一路"建设中发挥着重要的战略支点作用.基于OMI（ozone monitoring instrument,臭氧层监测仪）数据产品,对2006-2015年兰州市对流层O₃柱浓度与前体物及气象因子的相关性进行研究.结果表明:2006-2015年兰州市对流层O₃柱浓度值与HCHO总柱浓度值均随时间的变化呈先增后减的趋势,对流层NO₂柱浓度值呈逐年递减的趋势;相关性分析得出,对流层O₃柱浓度与HCHO总柱浓度、对流层NO₂柱浓度相关性较高的地区范围呈先增后减的趋势.在敏感控制区上,2006-2015年VOCs敏感控制区从有到无,VOCs-NO_x协同敏感控制区范围逐渐缩小,NO_x敏感控制区范围逐渐扩大;在气象因子上,对流层O₃柱浓度与气温、日照时间呈显著正相关,与气压、降水量呈显著负相关.在偏北风向上,风速为1.7~1.9 m/s时,兰州市大气对流层O₃柱浓度相对较高.研究显示,NO_x排放量的减少能有效降低兰州市对流层O₃柱浓度.      

西北四省吸收性气溶胶时空动态分布及其影响因素

利用OMAERUV数据日产品,对西北四省（陕西省、甘肃省、青海省和宁夏回族自治区）2005—2019年紫外吸收性气溶胶指数（Ultraviolet Aerosol Index,UVAI）数据进行提取及分析,探讨其时空变化特征及影响因素.结果表明：在时间变化上,西北四省UVAI值呈波动上升的变化趋势;季节方面,UVAI均值大小为：冬季>春季>秋季>夏季,四季变化规律基本同步;从空间上看,UVAI值呈由西北向东南逐步递减的空间分布,UVAI的高值区分布在格尔木市、酒泉市、张掖市及临近区域;UVAI值稳定性存在显著的空间差异,整体呈现东西两端集聚、中部分散、高低差异显著的分布格局.自然因素中,UVAI值与气温、降水均呈显著负相关,但受地形、风向的影响显著,西部与西北部气流是吸收性气溶胶输送的主要路径.人为因素中,不同产业间与UVAI存在显著的正相关性,另外,UVAI值与机动车保有量、工业废气排放量也呈显著正相关,表明机动车尾气排放量与工业废气排放量也对吸收性气溶胶具有重要贡献.通过后向轨迹追踪发现,该区域西北和西部气流是UVAI外来输送的最主要路径.     

Modeling of spatial and temporal variations of ozone-NOx-VOC sensitivity based on photochemical indicators in China

Comprehensive air quality model with extensions (CAMx)-decoupled direct method (DDM) was used to simulate ozone-NO_x-VOCs sensitivity of for May–November in 2016–2018 in China. Based on the relationship between the simulated ozone (O₃) sensitivity values and the ratio of formaldehyde (HCHO) to NO₂ (FNR) and the ratio of production rate of hydrogen peroxide (H₂O₂) to production rate of nitric acid (HNO₃) ($P_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2}/P_{\text{HN}{\mathrm{O}}_3}$), the localized range of FNR and $P_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2}/P_{\text{HN}{\mathrm{O}}_3}$ thresholds in different regions in China were obtained. The overall simulated FNR values are about 1.640–2.520, and $P_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2}/P_{\text{HN}{\mathrm{O}}_3}$ values are about 0.540–0.830 for the transition regime. Model simulated O₃ sensitivities or region specific FNR or $P_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2}/P_{\text{HN}{\mathrm{O}}_3}$ thresholds should be applied to ensure the accurate local O₃ sensitivity regimes. Using the tropospheric column FNR values from ozone monitoring instrument (OMI) satellite data as an indicator with the simulated threshold values, the spatial distributions of O₃ formation regimes in China are determined. The O₃ sensitivity regimes from eastern to central China are gradually from VOC-limited, transition to NO_x-limited spatially, and moving toward to transition or NO_x-limited regime from 2005 to 2019 temporally.