河北平原區(qū)城市氣溶膠光學厚度與基于PM10的空氣污染指數(shù)關系研究.pdf

1、近年來,許多大中型城市的大氣氣溶膠已經(jīng)成為空氣污染的主要物質(zhì)。盡管地面環(huán)境監(jiān)測站可以監(jiān)測氣溶膠粒子的濃度,但這些站點一般比較分散,難以全面監(jiān)測氣溶膠的空間分布和時間變化。MODIS衛(wèi)星觀測資料包含了豐富的氣溶膠光學特性時空變化的信息,在監(jiān)測大氣氣溶膠光學厚度方面具有獨特的優(yōu)勢,可以彌補地面觀測的不足。
　　 空氣污染指數(shù)(API)是一個反映和評價空氣質(zhì)量的重要指標,就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物的濃度簡化成為單一的概念性數(shù)值形式

2、,并分級表征空氣質(zhì)量狀況與空氣污染的程度。其結果簡明直觀,使用方便,有利于普通公眾了解空氣環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣。在中國大陸,大部分城市大氣首要污染物為可吸入氣溶膠顆粒物。因此,建立基于PM10氣溶膠光學厚度與空氣污染指數(shù)之間的關系模型,是發(fā)揮衛(wèi)星遙感技術在大氣顆粒物污染監(jiān)測中重要作用的必要環(huán)節(jié)。
　　 本文利用河北平原區(qū)8個城市2008年1月-2009年12月兩年的MODIS數(shù)據(jù)和河北省環(huán)保部門提供的空氣質(zhì)量日報數(shù)據(jù),在ENVI4.6

3、技術平臺的支撐下,以暗像元法和6S模型為理論基礎,反演了河北平原區(qū)城市氣溶膠光學厚度(AOD)。通過分析氣溶膠光學厚度和基于PM10濃度的空氣污染指數(shù)的空間分布和季節(jié)變化特征,歸納出不同氣溶膠分布特征的城市類型,進一步探究首要污染物為PM10時8個城市API與AOD之間的關系,并利用全年和分季節(jié)數(shù)據(jù)分別建立氣溶膠光學厚度和城市空氣污染指數(shù)的線性回歸模型。由于物理意義上的差別,兩個指數(shù)相關性不會太高。為了提高二者的相關性,引入氣溶膠季節(jié)標

4、高和季節(jié)虛擬變量對AOD進行訂正,得到精度更高的定量模型。最后,通過相關性對比及置信度檢驗,可以發(fā)現(xiàn)引入季節(jié)虛擬變量后,河北平原區(qū)各個城市空氣污染指數(shù)API與氣溶膠光學厚度AOD之間的模型精度均有顯著提高,表明利用遙感技術監(jiān)測AOD來指示城市空氣質(zhì)量的目的是可行的。
　　 本研究創(chuàng)新點:
　　 1.建立了河北平原城市基于可吸入顆粒物的空氣污染指數(shù)API與AOD之間的定量模型；
　　 2.通過引入季節(jié)虛擬變量,提高