长沙市MODIS气溶胶光学厚度与PM2.5浓度的相关性研究.docxVIP

?

?

长沙市MODIS气溶胶光学厚度与PM2.5浓度的相关性研究

?

?

龚奕霖吴鑫张贵

摘?要：利用MODIS数据研究区域大气PM2.5浓度分布是环境动态监测的有效方法。获取美国NASA发布的分辨率为3km的MOD光学厚度产品;提取2016年1月至2017年7月期间长沙市10个大气监测站点的PM2.5浓度数据进行相关性分析，建立PM2.5浓度与AOD之间的线性、幂函数以及指数函数3种相关性模型;引入湿度影响因子建立大气PM2.5浓度订正模型，采用PM2.5浓度订正模型订正PM2.5浓度。结果表明：湿度订正提高了PM2.5与AOD相关性，幂函数相关性模型的方差值相对其他2种模型较好，运用幂函数相关性模型研究长沙市MODIS气溶胶光学厚度与PM2.5浓度的相关性较好。

关键词：MODIS?气溶胶光学厚度?PM2.5

：X513??：A：1672-3791（2020）02（a）-0066-05

Abstract：UsingMODISdatatostudyregionalatmosphericPM2.5concentrationdistributionisaneffectivemethodforenvironmentalmonitoring.AMODopticalthicknessproductwitharesolutionof3kmwasobtainedbyAmericanNASA，andthecorrelationanalysisofthePM2.5concentrationdataof10atmosphericmonitoringstationsinChangshafromJanuary2016toJuly2017wasextracted.Thelinear，powerfunctionandexponentialfunctionbetweenPM2.5concentrationandAODwereestablished，andthehumidityinfluencefactorswereintroduced.ThecorrectionmodelofatmosphericPM2.5concentrationwasestablished，andPM2.5concentrationcorrectionmodelwasusedtocorrectPM2.5concentration.TheresultsshowedthatthecorrelationbetweenPM2.5andAODwasimproved.Thevariancevalueofthepowerfunctioncorrelationmodelwasbetterthantheother2models.ThecorrelationbetweentheMODISaerosolopticalthicknessofMODISandtheconcentrationofPM2.5wasbetterwiththepowerfunctioncorrelationmodel.

KeyWords：MODIS;AOD;PM2.5

PM2.5（空氣动力学直径小于2.5μm的细颗粒物）会造成能见度下降[1]，并危害人的身体健康，对人们生活造成了极大的影响。目前全国各地均有多个站点对PM2.5等污染物进行监测，但数量仍然不足，并且地面监测站是基于该点的监测，不具有空间上的连续性。卫星遥感反演的AOD（AerosolOpticalDeep）则能够提供大范围连续的监测结果，并且与PM2.5存在一定的关系[2]，因此，研究AOD与PM2.5的相关性具有十分重要的意义[3]，国内外已经对此有不少的研究[4-5]。不少研究者利用多种回归方法来量化二者的相关性[6]，建立了AOD与PM2.5之间的相关关系[7]，以研究细颗粒物污染情况和对人们的健康效应，并认为能够提高遥感手段监测和估算地面细颗粒物质量浓度的能力[8]。利用AOD数据与卫星过境时刻的PM2.5小时平均值建立相关关系，相关系数存在很大的波动性[9]。对AOD和PM2.5进行相对湿度订正后，相关系数整体上升[10]。该文以长沙为研究区域，利用MODIS气溶胶光学厚度产品AOD与长沙空气质量监测站点所测得的PM2.5质量浓度以及相对湿度因子进行AOD与PM2.5的相关性分析。

1?数据资料和处理方法

1.1Modis气溶胶