大气污染控制-MODISAOD数据预测PM2.5浓度

MODISAOD数据预测PM2.5浓度代会会12721895大气污染控制目录1、MODISAOD技术简介2、MODISAOD在PM2.5的监测中的应用实例3、小结与展望4、参考文献MODISAOD技术Terra卫星和Aqua卫星是两颗极轨卫星，每天同一时间两次飞越地球表面的某一点。中分辨率成像光谱仪(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer，MODIS)装载其上，具有高空间分辨率，提供全球气溶胶光学特性探测资料。利用MODIS测得大气气溶胶厚度(aerosolopticaldepth，AOD)，进而预测PM2.5浓度值。

MODISAOD技术图1Term卫星外形(来自NASA)图2Aqua卫星外形(来自NASA)MODISAOD技术原理

假设地球表面为均匀朗伯表面，大气在竖直方向上均匀分布，不考虑气体吸收，那么气溶胶总的消光系数AOD与地面消光系数成线性关系，而地面消光系数与地面污染物，特别是颗粒物成一定关系，所以可得到AOD与颗粒物浓度的一定关系。MODIS测得AOD值，经校正后得到预测的PM2.5浓度值。MODISAOD技术预测PM2.5浓度缺陷由于大气在垂直方向上并非均匀分布、云层、冰雪、气溶胶胶粒的性质、空气相对湿度、PM2.5的日平均变化等原因，AOD值与PM2.5实际上并没有良好的线性关系，所以本实验探讨对AOD数据进行校正的一种方法，使得对PM2.5的预测更精确。应用实例实地监测的PM2.5数据采样时间：2003年1月1—12月31监测地点：马萨诸塞州(MA)、康乃狄克州(CT)、罗德岛(RI)，共26个美国环境保护署监测点监测方法：重量法，24小时平均浓度应用实例预测PM2.5的获得MODIS每隔一到两天向地面输送AOD数据，根据一定公式校正计算得到PM2.5数据，与实测PM2.5作对比，比较该计算法是否可行。其中实测与预测PM2.5是在同地点的同一时刻。应用实例每小格10*10km共387格每格测得平均AOD厚度，预测该地区平均PM2.5浓度图4MODISAOD测量点分布结果分析—PM2.5实测值纬度经度样品数均值位于州际公路旁84-105µg/m3结果分析--PM2.5预测值与实测值的比较图5PM2.5预测值与实测值的关系结果分析--PM2.5预测值与实测值的比较结果分析—与传统法的比较结果分析—与传统法的比较图6PM2.5预测值与实测值的关系图7PM2.5浓度分布图小结与展望1、遥感技术在全球大气污染监测与控制中发挥重大作用；2、MODISAOD预测PM2.5浓度有很大的潜力，有望代替传统重量法对PM2.5进行全球性实时监测，但目前只能作为传统法的验证补充；3、MODISAOD预测PM2.5浓度还有很多不足之处，在未来的研究工作中需要注重此方面的研究。参考文献[1]H.J.Lee,Y.Liu,B.A.Coull,J.Schwartz,P.Koutrakis.AnovelcalibrationapproachofMODISAODdatatopredictPM2.5concentration[J].AtmosphericChemistryandPhysics.2011:7991-8002.[2]HaiZhang,RaymondM.Hoff,JillA.Engel-Cox.TheRelationbetweenModerateResolutionImagingSpectroradiometer(MODIS)AerosolOpticalDepthandPM2.5overtheUnitedStates:AGeographicalComparisonbyU.S.EnvironmentalProtectionAgencyRegions[J].JournaloftheAir&WasteManagementAssociation.2009,12:1358-1369.[3]郑卓云,陈良富,郑君瑜等.高分辨率气溶胶光学厚度在珠三角及香港地区区域颗