卫星气溶胶反演
气溶胶光学厚度遥感反演方法研究
气溶胶光学厚度遥感反演方法研究气溶胶光学厚度是指大气中可见光波段的气溶胶对光的吸收和散射能力，是研究大气污染和气候变化的重要参数之一。
随着遥感技术的发展，气溶胶光学厚度的遥感反演方法也越来越多样化。
本文将围绕气溶胶光学厚度的遥感反演方法展开探讨，并介绍其中几种常用的方法。
首先，我们来介绍一种基于太阳辐射的反演方法，即通过观测太阳辐射在大气中的衰减程度来推导气溶胶光学厚度。
该方法的基本原理是：利用太阳辐射的特定波段观测数据，与大气传输模型进行比对，通过比较模型计算的大气透过率和实际观测得到的透过率之间的差异，推导出气溶胶光学厚度。
这种方法的优点是简单且操作直观，但是需要准确的大气传输模型和太阳辐射观测数据。
另一种常用的反演方法是利用遥感数据中的多光谱信息进行反演。
这种方法利用多光谱数据中不同波长的光谱信息和气溶胶光学特性之间的关系，从而反演出气溶胶光学厚度。
常用的多光谱遥感数据包括MODIS卫星的数据和Landsat卫星的数据。
这种方法的优点是获取的数据较全面和准确，但是对大气参数和气溶胶光学特性的准确性要求较高。
此外，还有一些基于亮温数据的反演方法。
亮温是指地物在遥感图像中反射和辐射出的热能，不同的地物有不同的亮温值。
利用亮温数据可以推导出地表和大气的温度分布，从而推导出气溶胶光学厚度。
这种方法适用于全球遥感数据，但是对地表和大气温度的准确性有一定要求。
在不断深入研究中，一些新的反演方法也得到了发展。
例如，基于人工神经网络的反演方法。
通过训练神经网络，能够从遥感数据中学习到气溶胶光学厚度和其他大气参数之间的复杂非线性关系，从而实现准确的反演。
这种方法的优点是能够适应复杂的遥感数据，减少传统方法中的模型假设和参数要求，提高了反演的准确性。
综上所述，气溶胶光学厚度的遥感反演方法多样化且不断发展。
通过太阳辐射观测、多光谱数据分析、亮温数据推算和人工神经网络等方法，可以准确地反演出气溶胶光学厚度。
未来随着遥感技术的不断进步，反演方法将更加精细化和高效化，为大气污染和气候变化研究提供更加可靠的数据支持。
大气气溶胶卫星遥感反演研究综述
大气气溶胶卫星遥感反演研究综述【摘要】本文主要围绕大气气溶胶卫星遥感反演研究展开综述。
首先介绍了大气气溶胶卫星遥感技术的原理，包括传感器、数据处理和遥感算法等方面。
然后详细探讨了大气气溶胶卫星遥感反演方法，包括单光谱反演、多光谱反演和激光雷达反演等。
接着总结了大气气溶胶卫星遥感反演结果，并详细介绍了反演结果在气象学、环境监测和气候变化研究中的应用。
最后对大气气溶胶卫星遥感反演研究的进展进行了概述，指出了当前研究存在的问题和未来发展方向。
展望了大气气溶胶卫星遥感反演的未来发展，包括技术创新、应用拓展和国际合作等方面。
通过本文的综述，有望促进大气气溶胶卫星遥感反演研究的深入发展并为相关领域的应用提供支撑。
【关键词】大气气溶胶、卫星遥感、反演、研究综述、技术原理、方法、结果、应用、进展、展望1. 引言1.1 大气气溶胶卫星遥感反演研究综述概述大气气溶胶是指在大气中悬浮的微小颗粒物质，是空气污染的主要成分之一。
气溶胶的数量、大小、成分和分布对大气环境和气候变化具有重要影响。
卫星遥感技术能够全面、连续地监测大气气溶胶，为研究气溶胶的来源、形成机制和影响提供了重要手段。
本文将综述大气气溶胶卫星遥感反演研究的相关内容，包括技术原理、反演方法、反演结果、应用和进展。
通过对卫星遥感数据的获取、处理和分析，可以获取大气气溶胶的空间分布、垂直分布和时空变化规律，为大气环境监测和气候研究提供重要参考。
本文将系统介绍大气气溶胶卫星遥感技术的基本原理，包括遥感器的设计原理、数据获取方式以及数据处理方法。
将探讨不同反演方法在大气气溶胶遥感中的应用，比较各种方法的优缺点，为研究者和决策者提供参考。
通过对大气气溶胶卫星遥感反演结果的分析，可以揭示大气气溶胶的空间分布和变化趋势，为环境保护和气候变化研究提供重要支撑。
结合遥感数据和模型模拟的研究，可以更准确地评估大气气溶胶对气候变化的影响。
本文还将探讨大气气溶胶卫星遥感在大气污染监测、气候变化研究、灾害预警等方面的应用，并展望未来大气气溶胶卫星遥感反演研究的发展方向，为相关研究和应用提供参考和借鉴。
大气气溶胶卫星遥感反演研究综述
大气气溶胶卫星遥感反演研究综述【摘要】大气气溶胶对气候变化和空气质量具有重要影响，因此大气气溶胶的遥感监测变得至关重要。
本文首先介绍了大气气溶胶的来源和影响，然后详细解析了大气气溶胶卫星遥感技术原理和反演算法，以及反演结果验证的重要性。
接着探讨了大气气溶胶卫星遥感在环境监测中的应用，展示了其在改善空气质量和监测气溶胶分布方面的潜力。
对大气气溶胶卫星遥感的发展前景、研究挑战和意义进行了总结和展望。
本文旨在全面了解大气气溶胶卫星遥感的研究现状和未来发展方向，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
【关键词】大气气溶胶、卫星遥感、反演研究、来源、影响、技术原理、算法、结果验证、环境监测、发展前景、挑战、意义1. 引言1.1 大气气溶胶卫星遥感反演研究综述大气气溶胶是指悬浮在大气中的固体或液体微粒，是大气污染的主要成分之一。
它源自于自然和人为活动，如火山喷发、森林火灾、工业排放等。
大气气溶胶对气候变化、大气光学、空气质量等方面产生重要影响，因此对其进行监测和研究具有重要意义。
随着遥感技术的发展，大气气溶胶卫星遥感成为研究气溶胶的重要手段之一。
通过卫星遥感技术，可以获取全球范围内的大气气溶胶分布情况，为气溶胶研究提供了丰富的数据资源。
大气气溶胶卫星遥感反演研究致力于利用卫星观测数据推导大气气溶胶的物理和化学特性，探索其在大气环境中的变化规律。
本综述将从大气气溶胶的来源和影响、卫星遥感技术原理、反演算法、反演结果验证以及在环境监测中的应用等方面进行综合阐述，同时探讨大气气溶胶卫星遥感的发展前景、研究面临的挑战以及其在环境保护、气候变化研究等方面的意义。
通过对大气气溶胶卫星遥感进行全面总结，旨在推动相关研究的进展，促进大气环境监测和管理水平的提升。
2. 正文2.1 大气气溶胶的来源和影响大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小固体或液体颗粒物质，来源主要包括自然源和人为活动。
自然源方面，火山爆发、森林火灾、沙尘暴等自然现象会释放大量气溶胶物质；人为活动包括工业生产、汽车尾气、生物质燃烧等，都会产生大气气溶胶。
大气气溶胶卫星遥感反演研究综述
大气气溶胶卫星遥感反演研究综述近年来，大气气溶胶成为了全球关注的焦点之一。
大气气溶胶是指大气中悬浮的微小颗粒，它们对大气的辐射传输和化学反应产生影响，对人类健康、能源利用、气候变化等方面造成严重影响。
因此，对大气气溶胶进行遥感反演研究有着重要意义。
本文对大气气溶胶卫星遥感反演研究进行综述。
大气气溶胶卫星遥感反演是指通过对于卫星遥感数据进行处理和分析，以获取大气中气溶胶的分布、浓度、粒径等信息的方法。
目前普遍采用的是基于光学遥感的技术，通过卫星传感器测量大气中的太阳辐射、反射辐射和散射辐射等，利用大气辐射传输模型和气溶胶反射率模型将测量数据反演成大气气溶胶特征参数。
大气气溶胶卫星遥感反演的常用传感器有：国际气象卫星-3 (MTSAT-3) / 日本气象厅(JMA) 的宽频分辨率成像光谱仪 (ARS)，美国国家航空航天局 (NASA) 的地球观测系统(EOS) 的云和地球之间气体卫星 (CALIPSO)，中国科学院南京空气净化研究所气溶胶观测与模拟实验站 (CAREBeijing-Flux) 的主动式气溶胶光学探测仪 (APS)等。
各个卫星传感器的测量精度和遥感反演能力各有差异，需结合目标研究问题来选择合适的卫星和传感器。
大气气溶胶卫星遥感反演研究的主要内容包括气溶胶反射率、气溶胶透过率、气溶胶比温差、气溶胶光学厚度、气溶胶粒径等。
其中，气溶胶反射率是指气溶胶对于太阳辐射和陆地反照率的反射，是气溶胶遥感反演的重点参数。
气溶胶透过率是指气溶胶向地面和大气下方的透过，是气溶胶浓度反演的重要参量。
气溶胶比温差是指气溶胶和大气之间的温度差，是考虑气溶胶光学性质的关键因素。
气溶胶光学厚度是指在垂直于地面方向上，大气中存在的气溶胶颗粒对于入射太阳辐射所产生的响应，可以推导出气溶胶浓度、尺寸和化学组成等重要参数。
气溶胶粒径是指气溶胶颗粒的大小，是气溶胶反演的重要参考指标。
大气气溶胶卫星遥感反演研究可以应用于气溶胶污染监测、气溶胶辐射强迫和云辐射生长等方面。
气溶胶光学特性的遥感反演方法研究
气溶胶光学特性的遥感反演方法研究随着现代工业的发展，气溶胶污染越来越严重，对健康和环境都造成了一定的威胁。
因此，研究气溶胶的成分、分布和浓度等信息非常重要。
然而，气溶胶是一种难以直接观测的微观物质，因此需要借助遥感技术来间接获取其光学特性参数。
一、气溶胶的光学特性参数气溶胶是一种分散的、非晶态的固体或液体颗粒，在大气中存在各种形态和尺寸的气溶胶。
气溶胶的光学特性参数描述了气溶胶与光的相互作用过程，是遥感反演中常用的参数。
其中，主要包括以下几个参数：1、气溶胶光学厚度（AOD）：气溶胶吸收和散射光线的总量，是描述大气混浊程度的重要物理量。
AOD是从地球表面或航空器上通过大气光学成像设备获取的数据，用于确定大气中气溶胶物质的分布和浓度，是气溶胶遥感研究的重要参量。
2、气溶胶光学直径（AOD）：描述气溶胶的尺寸大小。
它是气溶胶颗粒输运和沉积的重要参数，通过对气溶胶粒子在大气中的运动轨迹和捕获的数据进行分析，可以对大气环境和气象变化有一个更为详细的描述。
3、吸收光学深度（AODa）：描述气溶胶吸收光线的数量。
与AOD类似，吸收光学深度是反映大气透射光谱特性的重要参数，可以用来识别气溶胶吸收谱线的特征。
二、气溶胶遥感反演方法研究气溶胶遥感反演方法是利用观测数据来估算，或者从遥感影像数据中直接提取气溶胶光学特性参数的一种方法。
气溶胶遥感反演方法分为直接反演和间接反演两种，其中直接反演要求观测系统直接测量气溶胶光学特性参数，而间接反演则是利用以反向模型等方法来从观测数据中估算气溶胶光学特性参数。
1、直接反演直接反演方法直接从遥感图像中提取气溶胶光学特性参数，是一种比较常见的气溶胶遥感反演方法。
直接反演的关键是选择适当的算法和模型来计算气溶胶光学参数，其中多数算法需要大量的样本数据来进行训练和验证。
2、间接反演间接反演方法是以气溶胶吸收、散射和透射光度为基础，从多角度、多波段的卫星遥感图像中提取吸收、散射和透射光度，进而估算AOD等光学特性参数。
星地协同观测气溶胶反演方法
星地协同观测气溶胶反演方法嘿，咱今儿就来说说这星地协同观测气溶胶反演方法。
你说这气溶胶啊，就好像空气中的小调皮鬼，看不见摸不着，但又实实在在地影响着我们的生活呢！那啥是星地协同观测呢？就好比是天上有双“大眼睛”，地上也有好多双“小眼睛”，它们一起合作，来把这些气溶胶给抓住，搞清楚它们到底是啥样儿的。
你想想看啊，卫星在高高的天上，能大范围地观测，就像个超级大侦探，一下子能看到很大一片区域的情况。
而地面上的观测呢，就更细致啦，能把一些细节都给捕捉到。
这两者一结合，那可真是威力无穷呀！那怎么个反演法呢？哎呀，这就像是解一个神秘的谜题。
我们通过卫星和地面观测到的各种数据，然后用一些巧妙的方法和算法，去推断出气溶胶的各种特性。
这可不是随随便便就能做到的，得有专业的知识和技术才行呢！就好像你要找一个藏起来的宝贝，你得根据各种线索一点点去推断它可能在的地方。
这星地协同观测气溶胶反演方法也是这样，要从那些复杂的数据中找出气溶胶的秘密。
说起来简单，做起来可不容易呢！这需要科学家们花费大量的时间和精力去研究、去探索。
他们要处理海量的数据，要不断改进算法，就为了能让我们更清楚地了解气溶胶。
咱再打个比方，这就像是一场艰难的战斗，科学家们就是勇敢的战士，他们拿着数据和算法这些武器，去和那些看不见的气溶胶敌人战斗。
他们努力让我们的天空更干净，让我们的生活更美好。
你说这星地协同观测气溶胶反演方法是不是很神奇？它能让我们看到那些平时注意不到的东西，能帮助我们更好地保护环境，保护我们自己。
所以啊，我们可得好好感谢那些科学家们，是他们的努力让我们的世界变得更美好呀！这就是星地协同观测气溶胶反演方法，一个既神秘又重要的东西。
它就像是一把钥匙，能打开我们对大气奥秘的了解之门。
咱可得好好珍惜这把钥匙，让它为我们的生活带来更多的好处和便利呀！你说是不是呢？。
气溶胶遥感反演研究
全球PM2.5卫星遥感反演分布图 全. 球沙尘气溶胶卫星遥感反演分布图
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
Huang et al.利用 星载激光雷达 Calipso产品研究 了2007年的一次沙 尘暴事件。
沙尘从Sahara沙漠 传输到墨西哥！
.
28
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
所需的空间分辨率逐层递进
.
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
发现（1-2个像元.，1000m MODIS）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
识别（10个像元，. 30m HJ-1A）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
确认（20个像元，. 16m GF）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
气候系统是一个极其复杂的多圈、多层次系统。在诸多影响气候变化 的因子中，气溶胶是一个既重要却又不确定的影响因子。
.
18
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.1气溶胶的影响-气候系统
• 直接、间接辐射强迫作用 • 通过云影响降水 • 与雪、冰的相互作用
影响大气辐射平衡，严重影响区域和全
球变化！！！
.
单星多角度法同时反演气溶胶光学厚度和地表反射率
单 星 多角 度 法 同时 反 演 气 溶 胶 光 学 厚 度 和 地 表 反 射 率
茆佳 佳 王振 会 陈 爱 军 ， ，
摘 要 尝试 以单 星 多 角度 卫 星 观 测 数 据 同
ｍ ｏａｉｌ０ １６ ｔｍ ａｊｊ ＠ ２ ． ｏ ｉ ａ１
二 向 反 射 分 布 函 数 （ ｉｉ ｃｏａ Ｒ ｆｃ ｎｅＤｓ ｂｔｎ Ｆ ｎｔｎ Ｂｄｒ ｔｎｌ ｅｅｔ ｃ ｉｒ ｕｉ ｕｃｏ ， ｅｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｉ
Ｂ Ｄ ） 尽管 洋面 反演 的光 学 厚度 与 地 基 观测 结 果有 较 好 的一 致性 ， Ｒ Ｆ，
ｌｒａｏ ） ａｉ ｔ ｎ 等多 种气 溶胶 反 演 方 法 ． ｚｉ 暗像 元 法 ¨ 需 要 预 知 气 溶 胶 类 型 ， 且仅 适用 于地 表反 射 率 较低 的 区域 ， 而 这在 一 定 程度 上 限 制 了其
应用范围， 并影 响 了反演 精度 ． 比法 ¨ 假定 一 段 时 间 内同 一地 区 对
的地 表反 射率 不变 ， 以清洁 Ｅ大气 作 参 考 ， 比反 演 污染 日大气 的气 ｔ 对
收 稿 日期 ２ １—１０ ０ ０１ －３ 资 助 项 目 国 家 自然 科 学 基 金 （ ０７ ０ ５ Ｄ ５ ４ ８ ５ １／ ０ －
溶胶 光 学 厚 度 ， 是 ， 洁 Ｅ大气 选择 的依 据 是 图像 的清 晰 程 度 ， 但 清 ｔ 这 具 有 一定 的 主观 性 ， 且 对 大 气 清 洁 日ห้องสมุดไป่ตู้像 气 溶 胶 光学 厚 度 的估 计 并
１ 南 京信 息工程 大学 气 象灾 害省部 共建 教 育部重点实验室 ， 南京 ，１０ ４ ２ ０４ ２ 南 京 信 息 工 程 大 学 大 气 物 理 学 院 ， 京 南
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极端雾霾天的解释是否可行？
污染天天排，华北平原有污染物本底：前题 中高空西北来了浮尘：新源 浮尘和污染物混合了：新的重要机制 影响范围大！ 低空吹起了偏南风：重要条件 偏南风带来了水汽：逻辑关系成立 混合颗粒吸湿长大，能见度下降：主导成霾机制 成霾后地温降低形成逆温层、低空更加静稳：大 气物理的逆温形成机制 浓度水平高！ 逆温层不利于污染物扩散：逻辑关系存立 成霾后地温降低相对湿度增大，促使雾霾更加严 持续时间长！ 重：成雾机制发生作用
春
夏
秋
冬
23
底层大气有偏南风
1月8日18点 1月9日18点 1月10日18点 1月11日18点
1月12日24点
1月13日8点
1月14日24点
1月15日18点
24
底层大气有偏南风
1月24日18点 1月25日18点 1月26日18点 1月27日18点
1月28日18点
1月29日18点
1月30日18点
1月31日18点
华北地区的NO2对流层柱浓度分布图
2013年1月1日 2013年1月9日
2013年1月26日
逆温层不利于污染物 扩散,造成污染物浓度 水平高
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OMI臭氧监测仪／Aura卫星
OMI （Ozone Monitoring Instrument）
波段范围：270–500 纳米，紫外－可见光 紫外气溶胶指数（UAI，UV Aerosol Index) ：基于大气分子散射与气溶胶吸收特性，可以 用于紫外波段吸收性气溶胶的探测。对2km以 上矿物质气溶胶和生物质燃烧的烟尘敏感，可 探测中高层的浮尘、生物质燃烧等
区域尺度遥感监测PM10、PM2.5月平均浓度
PM10
七月
八月
九月
PM2.5
Science in China (Series D), 2011
1月8～14日期间中东部地区雾霾分布
10
1月24～30日期间中东部地区雾霾分布
11
霾范围与PM2.5分布
2013.1.8~2013.1.14
12
从卫星监测的对流层NO2 柱浓度
0.04 .sr-10.04
0
0
0
0.05 单位： Mm 0.05
-1
单 位 ： Mm-1.sr-1
0.1 .sr-1 0.1
0
0 0
0
0.5
0.5 1
1
0
0 -2
0
0 单位 1 ： Mm 2
2
-1
4
-1 -3 .sr 3 x 10
0 0
0
0
0.01 单位 ： Mm 0.01
-1
0.02
-1 .sr 0.02
激光雷达探测到的大气云气溶胶 后向散射系数的垂直剖面
浮尘和污染物混合
2013年1月11日
2013年1月13日2：00时
浮尘和污染物混合
2013年1月24日
2013年1月25日
颗粒物吸湿增长，消光能力增强
依据：北京地区2007年8月至2009年8月四个季节内PM10平均质量消光 效率随相对湿度变化模型
2013/7/9
39
建议6：加强大气污染高时频监测技术
我国大气痕量气体差分吸收光谱仪主要技术指标
项目
光谱范围 信噪比 光谱分辨率 杂散光 工作模式 空间分辨率
技术指标
240-315nm、311-403nm 401-600nm、590-790nm 优于200@UV>312nm（辐亮度1.27μm/ cm2· sr· nm时） 优于2000@VIS>312nm（辐亮度10.89μm/ cm2· sr· nm时） 0.3 -0.5nm • 韩国与哈弗大学合作开展静
全国1月份浮尘发生的频次分布
19
CALIOP云气溶胶偏振激光雷达／CALIPSO卫星
——CALIOP（Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization)
•搭载在CALIPSO卫星上、可以在532 nm、 1064 nm波段探测气溶胶后向散射，在 532 nm 波段探测气溶胶线性偏振度 •矿物质（浮尘、沙尘）可通过非球型具有较 高的退偏比很容易被识别 •CALIPSO算法基于光学特性可以识别出气溶 胶的6种亚类：烟羽、沙尘、污染沙尘、排放 的污染物、海洋型气溶胶.
北京大学 2013年定量遥感进展
我国中东部极端雾霾卫星解析
陈良富
遥感科学国家重点实验室 2013年7月6日
内
容
1. 极端大气污染的现状与成因问题？ 2. 卫星观测现状与问题？ 3. 发展战略与关键技术？
我国大气污染依然十分严重
三个显著特点 ① 影响范围大 ② 持续时间长 ③ 浓度水平高
极端雾霾期间北京的情景
25
AIRS红外数据反演的湿度廓线
5km以下大气湿度廓线分布
北京：8－14日 郑州：8－14日
北京：25－30日
郑州：25－30日
偏南风带来了大量水汽
26
颗粒物吸湿增长，能见度下降
依据：北京地区2007年8月至2009年8月四个季节内PM10平均质量消光 效率随相对湿度变化模型
春
夏
秋
冬
27
是否能解释“影响范围大”？
可以探测对流层污染气体NO2、SO2
2013年1月9日浮尘
发现新源：西北来了浮尘
8－14日浮尘监测结果
2013.1.8
2013.1.9
2013.1.10
2013.1.12
2013.1.13
2013.1.14
发现新源：西北来了浮尘
24－29日浮尘监测结果
2013.1.24
2013.1.25
2013.1.26
8
行射 散系 射数 系 平平 行散 8 7
数
8
退 偏 退偏 比 8 7
比
7
7
7
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
5
5
5
5
5
5 5
5
5
5
5
5
千 米
4
4
4
4
4
4 4
4
4
4
4
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3
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3 3
3
3
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3
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2
2
2
2
2
2 2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
0
0
0
0.02 单位： Mm 0.02
-1
单 位 ： Mm-1.sr-1
2013.1.27
2013.1.28
2013.1.29
发现新源：西北来了浮尘
1月周平均浮尘分布
2013.1.1~2013.1.7
2013.1.8~2013.1.14
2013.1.15~2013.1.21
2013.1.22~2013.1.29
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发现新源：西北来了浮尘？
• 华北地区上空，近2～3天就有一次浮尘来袭
——中国石油石油化工研究院 李振宇
极端雾霾期间中东部卫星监测结果
北京市常见的污染过程
北京的空气质量受天气过程控制非常明显
• 北京一场风、或一场雨过后，空气质量非常好 • 静稳天气，排放的污染物逐渐累积，空气质量逐渐变差 • 大概经过一周时间，又来一场风，把污染物刮跑
6
北京市局地污染状况
SO2: 21 ug/m3 NO2: 84 ug/m3 PM10: 121 ug/m3
32
我国中东部极端雾霾事件的成因
• 一月份的强雾霾事件：是在浮尘和水汽共同 作用下，加速成霾过程，放大人为排放的污 染效果的一种自然因素和人为因素共同作用 的事件！ • 换句话：浮尘、水汽两个外部因素，是北京 市极端污染事件的帮凶！
33
建议1：加强污染气体低层浓度监测技术
NO2柱浓度
2010年1月
2010年2月
2010年3月
2010年4月
二氧化氮 高纬地区 中纬地区 低纬地区
甲醛 不同纬度带、不同季节的二氧化氮、甲醛的对流层廓线
建议2：加强边界层污染物垂直分布监测技术
3月11日无锡激光雷达观测结果
建议2：加强颗粒物成分垂直遥感监测技术
千 米
2013年1月11日CALIPSO气溶胶类型分布图
污染天天排，华北平原有污染物本底：前题 中高空西北来了浮尘：新源 浮尘和污染物混合了：新的重要机制 低空吹起了偏南风：重要条件 偏南风带来了水汽：逻辑关系成立 混合颗粒吸湿长大，能见度下降：主导成霾机制
28
8－14日5km以下大气温度廓线分布
大气温度廓线分布 北京 郑州
——北京城市气象研究所提供
0 0
0
0
0.5
0.5
1
1
0
0
-1 -3 单 位 ： Mm-1.sr x 10
单 位 ： Mm-1.sr-1
建议3：加强颗粒物成分卫星监测技术
沙尘 硫酸盐
烟尘
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卫星能否在初步分类的基础 上，给出颗粒物的成分，如沙 尘、硫酸盐、黑炭和水分等含 量的探测？
建议4：加强源清单的卫星反演技术
SO2 2012年8月NO2平均 NOx
2010年11月5日摄于香山
成因解释 ——排放量大、静稳天气、局地排放集聚 主要污染物 ——燃煤、机动车、工业污染和扬尘
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局地源引起颗粒物浓度分布
北京地区：卫星遥感获得的1km分辨率的地面PM10、PM2.5干 质量浓度 （2007年8月15日晴天）