大氣污染控制--MODISAOD數據預測PM2.5濃度

1、MODIS AOD 數據預測數據預測PM2.5濃度濃度代會會代會會12721895大氣污染控制大氣污染控制目目 錄錄1、MODIS AOD 技術簡介2、MODIS AOD 在PM2.5的監(jiān)測中的應用實例3、小結與展望4、參考文獻MODIS AOD 技術技術 Terra衛(wèi)星和Aqua衛(wèi)星是兩顆極軌衛(wèi)星，每天同一時間兩次飛越地球表面的某一點。中分辨率成像光譜儀(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS)裝載其上，具有高空間分辨率，提供全球氣溶膠光學特性探測資料。 利用MODIS測得大氣氣溶膠厚度(aerosol optical dept

2、h，AOD)，進而預測PM2.5濃度值。 MODIS AOD 技術技術圖1 Term衛(wèi)星外形(來自NASA)圖2 Aqua衛(wèi)星外形(來自NASA)MODIS AOD 技術原理技術原理 假設地球表面為均勻朗伯表面，大氣在豎直方向上均勻分布，不考慮氣體吸收，那么氣溶膠總的消光系數AOD與地面消光系數成線性關系，而地面消光系數與地面污染物，特別是顆粒物成一定關系，所以可得到AOD與顆粒物濃度的一定關系。 MODIS測得AOD值，經校正后得到預測的PM2.5濃度值。MODIS AOD 技術預測技術預測PM2.5濃度缺陷濃度缺陷 由于大氣在垂直方向上并非均勻分布、云層、冰雪、氣溶膠膠粒的性質、空氣相對濕

3、度、PM2.5的日平均變化等原因，AOD值與PM2.5實際上并沒有良好的線性關系，所以本實驗探討對AOD數據進行校正的一種方法，使得對PM2.5的預測更精確。應用實例應用實例實地監(jiān)測的PM2.5數據采樣時間：2003年1月112月31監(jiān)測地點：馬薩諸塞州(MA)、康乃狄克州(CT)、羅德島(RI)，共26個美國環(huán)境保護署監(jiān)測點監(jiān)測方法：重量法，24小時平均濃度應用實例應用實例預測PM2.5的獲得MODIS每隔一到兩天向地面輸送AOD數據，根據一定公式校正計算得到PM2.5數據，與實測PM2.5作對比，比較該計算法是否可行。其中實測與預測PM2.5是在同地點的同一時刻。應用實例應用實例每小格10

4、*10km共387格每格測得平均AOD厚度，預測該地區(qū)平均PM2.5濃度圖4 MODIS AOD測量點分布結果分析結果分析PM2.5實測值實測值緯度緯度經度經度樣品數樣品數 均值均值位于州際公路旁結果分析結果分析- PM2.5預測值與預測值與實測實測值的比較值的比較圖5 PM2.5預測值與實測值的關系2Y=0.96x+0.44R =0.97結果分析結果分析- PM2.5預測值與預測值與實測實測值的比較值的比較結果分析結果分析與傳統(tǒng)法的比較與傳統(tǒng)法的比較結果分析結果分析與傳統(tǒng)法的比較與傳統(tǒng)法的比較圖6 PM2.5預測值與實測值的關系2Y=0.64x+4.45R =0.622Y=0.55x+6.1

5、2R =0.26圖7 PM2.5濃度分布圖小結與展望小結與展望1、遙感技術在全球大氣污染監(jiān)測與控制中發(fā)揮重大作用；2、MODIS AOD預測PM2.5濃度有很大的潛力，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)重量法對PM2.5進行全球性實時監(jiān)測，但目前只能作為傳統(tǒng)法的驗證補充；3、MODIS AOD預測PM2.5濃度還有很多不足之處，在未來的研究工作中需要注重此方面的研究。參考文獻參考文獻1 H.J.Lee, Y.Liu, B.A.Coull, J.Schwartz, P.Koutrakis.A novel calibration approach of MODIS AOD data to predict PM2.5 c

6、oncentrationJ. Atmospheric Chemistry and Physics.2011:7991-8002.2 Hai Zhang, Raymond M.Hoff, Jill A.Engel-Cox.The Relation between Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Aerosol Optical Depth and PM2.5 over the United States: A Geographical Comparison by U.S. Environmental Protection Agency RegionsJ. Journal of the Air & Waste Management Association.2009,12:1358-1369.3鄭卓云,陳良富,鄭君瑜等.高分辨率氣溶