珠江三角洲大气气溶胶污染形成机制与遥感监测研究

论文摘要

本文探讨了MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectrometer）气溶胶产品在珠江三角洲的可用性及珠江三角洲气溶胶的发生系统；建立了珠江三角洲大气气溶胶的多源数据监测模式并进行了个例研究：通过晴空表观反射率法和环境数据响应法，探讨了NASA的MODIS气溶胶产品在监测珠江三角洲地区大气气溶胶污染中的可用性。研究显示珠江三角洲地区具备较好的暗背景条件，MODIS气溶胶产品可用于珠三角地区的气溶胶观测的定性或半定量分析中。对珠江三角洲的遥感气溶胶产品与多年统计数据进行了分析，得出了珠江三角洲气溶胶污染的时空变化特点，建立了大气气溶胶发生系统。研究显示珠三角气溶胶污染的时空变化规律是由珠江三角洲地区表层开放复杂系统的整体作用决定的。通过将遥感影像数据、探空数据和地面观测数据结合，建立了珠江三角洲大气污染多源数据监测的ISO（Image-Sounding-Observing）模式。案例分析显示珠三角地区的气溶胶粒子主要为自身排放的超细颗粒物。气溶胶光学厚度高值具有沿交通线延伸，呈线状分布的特点，说明汽车尾气排放是珠江三角洲气溶胶污染物的最主要来源。在有利于污染物滞留的天气状况，MODIS数据与PM10等地面各站点污染物监测数据可形成较好的优势互补。该模式可以对珠江三角洲地区的大气污染的发生做出预警，提供分区和分时段的大气污染物排放量的控制方案，从时间和空间上避开气溶胶污染物过度累积，减轻污染强度，甚至避免此次大范围大规模灰霾污染事件的爆发。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Contents
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外 MODIS气溶胶遥感监测陆地大气污染研究现状
• 1.3 研究目的、内容和方法
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究方法
• 1.4 创新之处
• 1.5 技术路线
• 第二章 MODIS气溶胶产品在珠三角地区可用性检验
• 2.1 暗背景法简介
• 2.2 晴空表观反射率检验法
• 2.2.1 核心思想
• 2.2.2 珠三角地区暗背景法可用性检验
• 2.3 环境数据响应检验法
• 2.3.1 核心思想
• 2.3.2 M0D04数据与 PM10相关分析
• 2.4 小结
• 第三章 珠江三角洲大气污染形成机制
• 3.1 遥感数据的两面性
• 3.1.1 AOD数据的局限性
• 3.1.2 AOD数据的可用性
• 3.2 珠三角地区大气气溶胶光学厚度特点
• 3.3 珠三角大气气溶胶污染产生机制
• 3.3.1 大气圈（air sphere）的主要贡献
• 3.3.2 水圈（water sphere）的主要贡献
• 3.3.3 地形圈（terrain sphere）的主要贡献
• 3.3.4 生物圈（biosphere）的主要贡献
• 3.3.5 岩石圈（lithosphere）和土壤圈（层）（pedosphere）的主要贡献
• 3.3.6 人类圈（humansphere）的主要贡献
• 3.3.7 珠三角大气气溶胶发生系统
• 3.4 小结
• 第四章 ISO模式在大气污染监测中的应用
• 4.1 ISO（Image-Sounding-Observing）模式介绍
• 4.2 典型案例
• 4.2.1 数据描述
• 4.2.2 基于MODIS1B数据的珠三角地区气溶胶粒子尺度分析
• 4.2.3 基于MODIS气溶胶光学厚度数据分析
• 4.2.4 探空资料分析
• 4.2.5 海平面气压场分析
• 4.2.6 气象地面填图分析
• 4.2.7 PM10环境监测数据与AOD数据对比分析
• 4.2.8 ISO模式综合分析
• 第五章 总结
• 5.1 本文研究的主要内容和结论
• 5.2 存在的不足和未来的研究任务
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目