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近年来,人类活动造成的大气气溶胶污染在全球范围内引起广泛关注。20世纪80年代以来,北京地区快速发展的城市化和工业化导致了严重的大气污染。卫星遥感手段由于其空间覆盖面广、时间连续性强等特点,对于监测时空变化较大的气溶胶有突出的优越性。鉴于目前关于北京地区气溶胶研究大部分仅基于对光学厚度的讨论,缺乏对其它参数的分析,本文选择光学厚度、质量浓度、波长指数和细粒子百分比四个参数对北京地区气溶胶的时间变化和空间分布进行分析。
本文采用NASA发布的2002年7月至2005年12月的MODIS气溶胶业务产品,以MODIS气溶胶遥感数据与同期AERONET监测数据的交叉验证为基础,应用统计分析、对比分析、空间分析等技术手段,得到如下结论:
1) 北京地区MODIS遥感反演气溶胶光学厚度数据和同期AERONET监测数据交叉验证结果表明,二者吻合较好(相关系数为0.796,误差为△AOD=-0.003<*>AOD)。
2) 时间变化规律:夏季气溶胶光学厚度最高,具细粒特征,应为城市污染气溶胶。春季气溶胶光学厚度较高,粗粒占一定比例,应为城市污染和春季沙尘共同作用的结果。冬季气溶胶光学厚度不高,但是粗粒占较大比例,应为北京地区采暖活动形成。各季度气象条件(如边界层厚度、风向)的差异也对这种季节变化有一定影响。2004年北京各区县光学厚度差异较其他两年大。
3) 空间分布特征:西部北部山区的延庆、密云、怀柔和门头沟区光学厚度低,中心城八区和东南部平原地区的昌平、顺义、通州、大兴和房山光学厚度较高,这种分布主要与相应地区的植被覆盖和产业结构等因素有关。对北京而言,高光学厚度和高质量浓度的区域对应的是相对较大的气溶胶粒径分布,这与其他人在中国东部其它地区所做气溶胶研究的分析结果一致。
4) 气溶胶污染状况与社会经济状况在很大程度上存在密不可分的联系,相关分析结果显示各区县的气溶胶光学厚度、质量浓度与该区人口密度、GDP密度等社会经济参数成正相关,波长指数与之成负相关。