江苏省大气气溶胶光学厚度时空分布研究

《江苏省大气气溶胶光学厚度时空分布研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、江苏省大气气溶胶光学厚度时空分布研究张明明1,2,刘振波1,2,葛云健1,21.南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044;2.南京信息工程大学遥感学院,江苏南京2100441引言本研究利用2010年4-9月EOS-MODIS1B数据，分别利用暗像元法（DDV法）[1]和改进的暗像元法（V5.2法）[2]反演得到空间分辨率为1㎞的江苏省AOD，并利用AERONET地面观测数据对两种算法精度进行验证，在此基础上分析江苏省AOD时空变化特征。2结果与分析2.1反演结果验证本研究利用AERONET全球监测网南京站与太湖站地面太阳光度计观测数据对反演结果分别

2、进行验证。由于太阳光度计并不是连续工作的，同时为保证数据对比的科学性及准确性，确定太阳光度计数据与卫星成像时间之间的时间差为±0.5h，取该时间段内的太阳光度计数据的平均值与影像中以该站点为中心，10×10像元的平均值作对比，发现两种方法反演结果与地面观测数据间都存在一定的偏差，其中暗像元法的总平均绝对误差为0.31，总平均相对误差为64.3%；改进的暗像元法则分别为0.16和33.0%。可见，在研究区改进的暗像元法反演结果明显优于暗像元法，在浓密植被地区使用V5.2算法得到的结果相比于DDV法更接近于地面观测值[3-4]。2.2研究区AOD空间分布图1为利用V5.2算法得到的

3、江苏省2010年夏半年（4～9月）AOD分布图。由图可见，2010年江苏省夏半年AOD总体较高，普遍在0.4以上。其中，高值区一般出现在研究区各城市中心区，在长江以南，高值区分布较高且呈连片的趋势，而长江以北高值区则分布较为零星，总体分布随着城镇规模的增大而增高。图12010年江苏省夏半年AOD分布图以苏南（包括苏州、无锡、常州、镇江和南京五市）、苏北（包括盐城、淮安、宿迁、连云港和徐州五市）和苏中地区（包括扬州、泰州和南通三市）分区进行统计，得到不同区域AOD统计值（表1）和AOD值分布频数图（图2）。由图表可见，三个区域气溶胶光学厚度分布差异明显，在苏南地区，气溶胶光学厚度

4、最高，均值为0.77，值域分布的最高频数位于0.6-0.7；而苏北地区要显著低于苏南地区，AOD均值仅为0.58，值域分布的最高频数位于0.4-0.5；苏中地区AOD均值位于苏南与苏北之间为0.65，AOD值域分布的最高频数位于为0.5-0.6，且在AOD值分布频数图中可以发现苏中地区AOD低值区（<0.4）频数曲线与苏南地区较为一致，高值区（>0.9）频数曲线与苏北地区较为相同，呈现典型的高值到低值的过渡区形态。此外，由图1可见，在苏中、苏北区域AOD也存在较高区域，如徐州、南通AOD分布明显较高，这与各自区域的工业经济发展状况及特殊的自然条件相关，如徐州为中原地区重要的重工

5、业基地，拥有较多的煤矿和火力发电站，使得该地区气溶胶光学厚度值较高，达到了0.8左右；而南通除社会经济发展影响外，还受到了临近区域上海的影响，加之临近东海，受海盐气溶胶的影响较大，从而出现较高的AOD值。表1苏南、苏中及苏北气溶胶光学厚度值比较最小值最大值平均值标准差苏南0.081.490.770.20苏中0.071.490.650.19苏北0.081.490.580.18图2苏南、苏中及苏北气溶胶光学厚度频数分布比较2.3江苏省AOD季节变化分别统计得到研究时段内春季（4-5月）AOD反演结果均值和夏季（6-8月）反演结果均值，分析研究区AOD季节变化（图3），并统计AOD值

6、（表2）。由图表可见，整体上江苏省2010年春、夏两季气溶胶光学厚度各统计值均相差不大，均值分别为0.65、0.64。ab图32010年江苏省春季AOD分布图（a）和夏季AOD分布图（b）表2江苏省气溶胶光学厚度春夏两季比较最小值最大值平均值标准差春季0.071.490.650.23夏季0.021.490.640.21本研究进一步对江苏省春季、夏季气溶胶光学厚度图进行差值运算（春季AOD-夏季AOD），得到研究区2010年春夏两季AOD变化差值图（图4），并对苏南、苏中和苏北三个区域分别统计（图5）。由图4可见，尽管总体上研究区AOD春夏两季均值变化不大，但在区域内则存在明显的

7、季节变化，大部分AOD值变化范围在-0.3—0.3之间，个别区域甚至达到为±0.7。在江苏省内三个片区中，苏南地区夏季AOD值明显低于春季值，均值由0.81降至0.70；而苏北地区则呈现明显的增高趋势，均值由0.56升至0.62；而苏中地区的变化则相对不明显，均值分别为0.66和0.63。进一步由图5可见，苏南地区AOD值频数分布较高的范围整体向低值区偏移，由0.7-0.8降到了0.6-0.7；苏北地区则相反，高频区对应值由0.4-0.5升高到0.5-0.6；苏中地区AOD值频数直方图则没有