京津冀地区气溶胶光学厚度反演及其空间分布特征

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.007

气象与环境学报 ›› 2017, Vol. 33 ›› Issue (3): 52-58.doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.007

京津冀地区气溶胶光学厚度反演及其空间分布特征

杨鹏¹, 陈静¹, 高祺¹, 智利辉¹, 赵利平², 崔生成³

1. 石家庄市气象局, 河北石家庄 050081;
2. 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 101300;
3. 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽合肥 230031

收稿日期:2016-03-10 修回日期:2016-07-25 出版日期:2017-06-30 发布日期:2017-06-30
通讯作者: 崔生成,E-mail:csc@aiofm.ac.cn。 E-mail:csc@aiofm.ac.cn
作者简介:杨鹏,男,1986年生,工程师,主要从事卫星遥感技术应用及环境气象预报研究,E-mail:fga12345678@163.com。
基金资助:
石家庄科技计划项目（131550363A、151550083A）、河北省气象局科研开发面上项目（14ky22）、测绘地理信息公益性行业科研专项（201412007）和国家自然科学基金项目（41305019）共同资助。

Retrievals of aerosol optical depths and their spatial distributions over Jing-Jin-Ji region

YANG Peng¹, CHEN Jing¹, GAO Qi¹, ZHI Li-hui¹, ZHAO Li-ping², CUI Sheng-cheng³

1. Shijiazhuang Meteorological Service, Shijiazhuang 050081, China;
2. Satellite Surveying and Mapping Application Center, National Administration of Surveying, Mapping and Geo-information, Beijing 101300, China;
3. Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

Received:2016-03-10 Revised:2016-07-25 Online:2017-06-30 Published:2017-06-30

摘要/Abstract

摘要： 利用2014年9月1日至2015年5月31日Terra/MODIS MOD 021KM数据，以京津冀地区为研究区域，采用深蓝算法和查找表法反演京津冀地区1 km分辨率的气溶胶光学厚度，并将反演的气溶胶光学厚度与NASA产品和CE-318观测的气溶胶光学厚度进行比较。结果表明：反演的气溶胶光学厚度与NASA MOD 04_L2（10 km×10 km）和MOD 04_3K（3 km×3 km）两种气溶胶产品的空间分布具有高度的一致性，且空间分辨率更高;反演的气溶胶光学厚度与石家庄站CE-318观测气溶胶光学厚度的平均绝对误差为0.07左右，二者之间的相关系数R²=0.956。卫星过境时，1 km反演的气溶胶光学厚度与MOD 04_L2气溶胶产品的平均误差约为0.06，反演的气溶胶光学厚度与MOD 04_3K气溶胶产品的平均误差约为0.03。对反演的气溶胶光学厚度与河北省PM_2.5和PM₁₀质量浓度的空间分布进行相关性分析表明，气溶胶光学厚度AOD与PM_2.5和PM₁₀质量浓度的相关系数分别为0.745、0.663，说明1 km反演的AOD可以有效反映区域PM_2.5和PM₁₀质量浓度的空间分布。

关键词: MODIS, 气溶胶光学厚度, 深蓝算法, 查找表法

Abstract: Based on Terra/MODIS MOD021KM data from September 1,2014 to May 31,2015,as well as deep blue algorithm and look-up-table methods,aerosol optical depths (AOD) over Jing-Jin-Ji region were retrieved with the spatial resolution of 1 km,the results were compared with NASA products and CE-318 measurements.The results show that the retrieved AODs have higher spatial resolution and relatively good agreements with the products of MOD 04_L2 (10 km×10 km) and MOD 04_3K (3 km×3 km) .The mean absolute error between retrieved AODs and those observed by CE-318 sun-photometer at Shijiazhuang site is about 0.07,with a high correlation coefficient of 0.98.When Terra passed the territory,mean errors of retrieved AOD compared with MOD 04_L2 and MOD 04_3K products were around 0.06 and 0.03,respectively.Further relationship analysis on the spatial contributions of retrieved AODs and the mass concentrations of PM_2.5 and PM₁₀ over Hebei province indicated that the correlation coefficients between AOD and PM_2.5 and PM₁₀ are 0.745 and 0.663,respectively,suggesting that the retrieved AODs with the resolution of 1 km could effectively reflect the mass concentrations of PM_2.5 and PM₁₀.

Key words: MODIS, Aerosol optical depth, Deep blue algorithm, Look-up-table method

中图分类号:

X513

杨鹏, 陈静, 高祺, 智利辉, 赵利平, 崔生成. 京津冀地区气溶胶光学厚度反演及其空间分布特征[J]. 气象与环境学报, 2017, 33(3): 52-58.

YANG Peng, CHEN Jing, GAO Qi, ZHI Li-hui, ZHAO Li-ping, CUI Sheng-cheng. Retrievals of aerosol optical depths and their spatial distributions over Jing-Jin-Ji region[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2017, 33(3): 52-58.

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Retrievals of aerosol optical depths and their spatial distributions over Jing-Jin-Ji region

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