四川盆地颗粒物浓度卫星遥感反演研究

发布时间：2017-06-30 07:09

  本文关键词：四川盆地颗粒物浓度卫星遥感反演研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国城镇化进程加速,城市环境空气复合污染越来越严重,尤其以O3和PM2.5两种污染物最为突出。准确掌握这两项污染物的时空分布是制定污染防治对策的基础,而地面监测站“以点带面”的监测方式难以到达这种要求,因此只有借助卫星遥感这一监测手段来实现。本文以四川盆地为研究背景,筛选出2014年适合反演的MODIS卫星影像达41天,利用C++嵌套6S辐射传输模型生成的查找表,快速、一体化反演气溶胶光学厚度(AOD),结合交大站收集的空气湿度和消光系数,拟合出四川盆地湿度因子；采用WRF (the Weather Research Forecasting)和CALMET计算出四川盆地边界层高度并输出交大站(30.6973°N,104.0536°E)边界层高度,然后与激光雷达监测的数据进行对比；在获得湿度因子和边界层高度的基础上了,建立了四川盆地“干”消光系数与地面颗粒物浓度(PM2.5)的函数关系,为实现四川省环境空气质量的业务化预报和大气污染应急和污染防治决策工作提供科学支撑。通过遥感卫星反演四川盆地颗粒物浓度的研究,发现以下几点：(1)利用C++嵌套6S辐射传输模型加入四川盆地水汽含量和臭氧含量反演得出了2014年中41天的AOD反演值,绘制了1月7日、1月19日、3月16日、3月17日叠加AOD与近地面(500m)处流场分布,并且用Hysplit后向轨迹加以验证,结果显示两者轨迹十分相近。探讨了光学厚度时空性分布,在95%置信区间内发现空间选择和时间选择较原始数据相关性0.56、0.57明显提高分别为0.72、0.66。(2)发现了四川盆地消光系数垂直分布规律,在100m～670m之间呈线性分布：y=9.63×10-4x-0.047,之后至1600m呈指数分布：y=1.788e-0.0016x。(3)利用WRF中GBM、SHIN、TEMF和UW四种边界层方案计算边界层高度,然后利用CALMET以该结果为初始猜测场,采用诊断风场模块计算边界层高度,发现三者平均边界层高度在秋冬季(774.3m)比春夏(540.7m)高。利用激光雷达观测值与两种模式对比,发现CALMET的结果较WRF更接近观测值。(4)采用指数法拟合发现了四川盆地四季吸湿增长因子与相对湿度的函数关系,利用IMPROVE法统计计算了相对湿度每隔5%的吸湿增长因子分布。(5)建立了颗粒物PM2.5浓度与“干”消光系数之间的关系Edry之间的数学模型少=3×10-6x+6×10-5(指数法)和y=3×10-6x+5×10-5(IMPROVE法即物质重构法),两者拟合相关性R2分别为0.55和0.68,且较“湿”消光系数与PM25浓度的相关性(0.3968)都有所提高。
【关键词】：颗粒物 气溶胶光学厚度 边界层高度 吸湿增长因子
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513;X87
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究的目的及意义11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 研究的主要内容及方法14-16
• 1.3.1 研究的主要内容14-15
• 1.3.2 研究的技术方法15-16
• 第2章 气溶胶光学特性及反演方法16-27
• 2.1 气溶胶光学特性16-19
• 2.2 大气辐射传输模型19-20
• 2.3 气溶胶光学厚度反演的原理20-21
• 2.4 反演方法21-23
• 2.5 MODIS气溶胶反演流程23-25
• 2.5.1 辐射校正和几何校正23
• 2.5.2 地面反射率确定23-25
• 2.5.3 大气-气溶胶模式的确定25
• 2.5.4 查找表说明25
• 2.6 反演流程25-27
• 第3章 四川盆地气溶胶AOD反演27-44
• 3.1 研究区域概况27
• 3.2 云检测27-30
• 3.3 大气模式和气溶胶模式30-38
• 3.4 气溶胶光学厚度反演38-44
• 第4章 颗粒物浓度估算44-62
• 4.1 气溶胶光学厚度的垂直订正44-55
• 4.1.1 MPL和PBL分析法45-47
• 4.1.2 数值模式47-55
• 4.2 消光系数的湿度订正55-61
• 4.2.1 指数法55-59
• 4.2.2 物质重构法59-61
• 4.3 消光系数与颗粒物浓度的关系61-62
• 结论与展望62-64
• 结论62
• 展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 附录169-70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 桂锋;叶青徽;周扬屏;黄河清;;清扫对室内空气中颗粒物浓度的影响[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2013年03期

2 乌日图那森;马永明;丁杨;谷雨;;2009-2011年包头市大气中颗粒物浓度分析[J];北方环境;2013年11期

3 陈治清;林忠平;朱卫华;张昊;;两典型办公室室内颗粒物浓度监测与分析[J];建筑热能通风空调;2014年03期

4 林杰豪;;基于交通源的自动监测站颗粒物浓度的差异分析[J];化学工程与装备;2012年12期

5 易江,高小晋,胡伟,魏复盛;燃煤电厂锅炉排放颗粒物浓度的连续测定[J];中国环境监测;1997年01期

6 许婕;亢燕铭;钟珂;;不同污染源位置对颗粒物浓度影响的数值模拟[J];洁净与空调技术;2008年01期

7 齐飞艳;郭会锋;赵勇;朱彦锋;;道路绿化林对空气颗粒物浓度的影响[J];河南科学;2009年06期

8 谢东海;陈楠;薛英;刘统亮;韩奇;;海口市春季大气颗粒物浓度及重金属元素分析[J];安徽农业科学;2012年04期

9 温昶;徐明厚;于敦喜;岳良;周科;占中华;姚洪;;煤焦破碎及颗粒物形成的逾渗模拟[J];中国电机工程学报;2011年11期

10 傅伟聪;董嘉莹;王茜;赖恭梯;赖钟雄;;福州市冬季若干典型游憩地大气颗粒物浓度日变化规律研究[J];热带作物学报;2014年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈治清;林忠平;朱卫华;张昊;;办公楼室内颗粒物浓度测试与分析[A];上海市制冷学会2013年学术年会论文集[C];2013年

2 洪盛茂;;除夕夜烟花爆竹燃放对颗粒物浓度的影响[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集（下）[C];2008年

3 邓启红;;室内颗粒物的健康危害与研究对策[A];第五届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2008年

4 文远高;连之伟;;商场可吸入颗粒物浓度的测试与分析[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（中卷）[C];2006年

5 周文晶;汪家玮;李佳颖;应启戛;;利用振动原理实时检测大气颗粒物浓度的方法研究[A];第七届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2006年

6 张小玲;刘洁;徐敬;徐晓峰;赵秀娟;孟伟;何迪;;北京机动车限行前后污染气体和颗粒物浓度变化特征[A];中国气象学会2007年年会大气成分观测、研究与预报分会场论文集[C];2007年

7 朱持则;潘荷芳;郝世锋;杨军;孙晓慧;季海冰;毛燕军;;典型天气背景下不同粒径颗粒物浓度的个例分析[A];S6 大气成分与天气气候变化[C];2012年

8 刘泽常;董如鑫;张清爽;;环境空气颗粒物浓度与能见度定量关系研究[A];2014中国环境科学学会学术年会（第六章）[C];2014年

9 刘俊杰;徐斌;;分区计算在建筑物室内颗粒物浓度数值模拟中的应用[A];全国暖通空调制冷2006学术年会资料集[C];2006年

10 刘增东;刘建国;王蓓;黄书华;韩道文;冯巍巍;陆亦怀;;北京地区颗粒物浓度垂直分布特性研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 朱雪娇;2017年西安细颗粒物浓度至少降10%[N];西安日报;2014年

2 记者 常慕城;2月份菏泽共有“蓝天白云”天数10天[N];菏泽日报;2014年

3 国家林业局科学技术司;森林成为阻滞PM2.5的精锐奇兵[N];中国绿色时报;2014年

4 彭爱平　龚正;“扬尘污染到了不得不治理的时候了!”[N];人民政协报;2014年

5 记者 陈永刚;长沙PM2.5昨最高近500[N];湖南日报;2014年

6 见习记者 徐文慧　记者 汤璇;59项措施严控扬尘污染[N];广东建设报;2013年

7 记者 荣丽君　通讯员 市督办;从数字看西宁大气治污成效[N];西宁晚报;2013年

8 张淼 刘美辰;大面积雾霾为何频频“来袭”[N];光明日报;2014年

9 本报记者 李龙飞 贺小巍;铁腕治霾：还市民好空气[N];陕西日报;2013年

10 本报记者 车辉;不要让蓝天成为公众的奢望[N];工人日报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 包红光;城市公园绿地内空气颗粒物浓度时空变化规律[D];中国林业科学研究院;2016年

2 田利伟;室内环境颗粒物浓度预测模型及污染控制策略研究[D];湖南大学;2009年

3 王友君;典型室内外环境空气污染特性研究[D];东华大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李春龙;空调室内空气颗粒物浓度控制仿真研究[D];华北电力大学;2015年

2 胡泽源;地铁环境中颗粒物污染水平的理论分析及数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2014年

3 余卫国;基于MODIS数据的京津冀地区霾及颗粒物浓度遥感监测方法研究[D];安徽理工大学;2016年

4 高超;四川盆地颗粒物浓度卫星遥感反演研究[D];西南交通大学;2016年

5 张颖慧;有高架的城市街道峡谷内颗粒物扩散的数值模拟研究[D];山东大学;2016年

6 黄诗卉;自然通风的学校建筑室内外颗粒物浓度及其相关性研究[D];西安建筑科技大学;2016年

7 毛艺颖;大气细颗粒物浓度特征及源解析[D];吉林农业大学;2016年

8 王海东;通风对室内外颗粒物浓度关系影响的研究[D];天津大学;2008年

9 吕琪铭;居民建筑室内外颗粒物浓度水平及相关性研究[D];中南大学;2007年

10 严国庆;城市轨道交通系统颗粒物浓度的测试研究[D];东华大学;2014年

  本文关键词：四川盆地颗粒物浓度卫星遥感反演研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：501010