研究方向三:大气遥感

发布时间:2022-10-22浏览次数:10

方向三:大气遥感

  1. 江西省2021年平均气溶胶光学厚度空间分布图


气溶胶由悬浮在大气中的无机或有机固态和液态颗粒悬浮物组成。AOD是气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth)的简称,定义为大气消光系数在垂直方向上的积分,是描述气溶胶消光程度的一个光学参量。AOD为瞬时参量,表征观测时刻的气溶胶消光特征。AOD是描述大气浑浊程度的关键物理量,也是确定气溶胶气候效应的重要因素。通常高的AOD值预示着气溶胶纵向累计的增长,在一定程度上可以反映区域内大气污染程度。

日本于201410月发射了静止卫星Himawari-8,覆盖东亚和西太平洋区域。其搭载的传感器AHI具备16个观测波段,可以为包括整个江西省在内的中国中东部地区提供空间分辨率5 km、时间分辨率分钟级的气溶胶光学厚度产品。日本宇宙航空研究所(JAXA)向公众免费提供多种AHI产品,本文使用Level 3级别的月产品进行AOD参数的提取。

通过获取20211-12月份江西省区域内AHI AOD产品,经过粗差检测和筛选,仅选用置信度最高的数据进行均值计算,最终通过制图获得2021年江西省AOD分布图,所有AOD参数均基于500 nm波长表达。

专题图表明,江西省AOD分布的高值区主要分布在北部地区和南部小部分区域,尤其以南昌市和九江市东部地区最为明显。其他地区并无AOD高值区的分布。全省AOD值集中在[0.05, 0.37]范围内,平均为0.20。总体而言,2021年江西省气溶胶污染程度较轻,但以南昌为中心的区域需要重点关注。







  1. 江西省2021年平均PM2.5浓度分布图


气溶胶中的细颗粒物,即空气动力学直径小于2.5 μm的粒子称为PM2.5PM2.5广泛分布于边界层中,可以直接与人体接触,能够作为病菌的载体直达肺部。因此,相比于更大粒径的气溶胶,PM2.5是气溶胶污染风险的主要贡献部分。自人类工业化以来,由于人类活动造成的气溶胶大量排放,已经引起了严重的城市区域性空气污染问题。监测PM2.5的分布,是监测大气污染的重要部分。

国家环境监测总站建立了涵盖国家、省、市、县四级的环境空气质量监测网。截止目前,已经建成了覆盖338个城市的1436个城市监测站、96个区域(农村)站以及16个背景站,可以实现对大气SO2NO2COO3PM2.5以及PM10的连续自动监测。全国城市空气质量实时发布平台实时更新各监测点位的自动监测结果,以及全国主要城市的空气质量。监测数据每小时发布一次,因此可以很好地追踪空气质量的实时变化。

通过收集江西省范围内55个监测站2021年全年大气监测数据,在经过数据筛选后进行均值处理,获得基于站点的PM2.5平均浓度数据。采用经验贝叶斯克里金法,插值得到全省PM2.5浓度分布,最终进行制图获得2021年江西省PM2.5浓度分布图。

专题图表明,江西省PM2.5浓度分布高值区主要分布在西北部地区,包括南昌、宜春和新余市,其他地区分布较为平均。全省PM2.5分布在

26.14 μg/m3-71.98 μg/m3区间,年均浓度达到47.1 μg/m3。年均浓度超过了35 μg/m3的国家二级标准限值,因此江西省PM2.5污染问题需要加以重视和改善。




  1. 江西省2021SO2平均浓度分布图


二氧化硫(SO2)是一种具有刺激性气味的有毒气体,能对包括人体在内的生物健康造成严重危害。除了由于火山喷发等自然界因素排放外,由于人类生产和生活活动(如燃料燃烧、工业排放、交通排放、农业活动)产生的大量排放使得空气中SO2污染问题凸显。作为大气中的一种痕量气体,SO2已成为一种大气主要污染物,也是我国进行空气质量监测的6参数之一。

国家环境监测总站可以实现对大气SO2NO2COO3PM2.5以及PM10的连续自动监测。基于站点的监测提供每小时一次的SO2实时浓度数据,可通过全国城市空气质量实时发布平台获取。

通过收集江西省范围内55个监测站2021年全年空气SO2监测数据,在经过数据筛选后进行均值处理,获得基于站点的SO2平均浓度数据。采用经验贝叶斯克里金法,插值得到全省SO2年均浓度分布,最终进行制图获得2021年江西省SO2浓度分布图。

专题图表明,江西省SO2浓度分布高值区主要分布在西北部地区,包括南昌、宜春、新余和萍乡市,而南部地区SO2含量水平明显较低。全省SO2浓度分布在34.63 μg/m3-60.77 μg/m3区间,年均浓度为46.19 μg/m3。年均浓度低于60 μg/m3的国际二级标准限值,总体而言江西省SO2污染程度较轻,但仍需重点关注北部地区污染变化。