2001～2015年广东地区气溶胶光学厚度变化趋势及其影响因素

发布时间：2017-07-05 16:24

  本文关键词：2001～2015年广东地区气溶胶光学厚度变化趋势及其影响因素

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【摘要】：气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)是表征大气气溶胶物理特性的一个重要光学参数,它描述了大气气溶胶消光特性,即反映了气溶胶粒子对太阳辐射的消光作用,能够推算气溶胶含量、评估大气污染程度。研究气溶胶光学厚度的时空分布对于科学预测以及有效地监控区域大气颗粒物污染有着实际的指导意义。广东地区是我国经济最发达区域之一,其环境问题也不容小觑。在本研究中,首先利用来自MODIS-Terra数据集(C051)的MOD04气溶胶产品,提取出2001至2015年的广东地区的气溶胶光学厚度,主要分析了研究区域AOD的时间变化趋势及空间分布特征,借此来探究广东地区近15年来的大气环境变化。然后利用MOD04气溶胶产品数据获取了广东地区一次灰霾天气过程中的AOD时空动态,结合气象资料并运用气流轨迹分析方法,对灰霾时段广东地区上空的污染物扩散过程进行了剖析,初步分析了灰霾天气过程中颗粒物的来源与去向。最后利用计算好的2001～2015年研究区的AOD数据,结合气象站点数据、TRMM3B43降水数据、DMSP/OLS夜间灯光、Landsat8 OLI影像、SPOT NDVI、高程数据以及《广东省统计年鉴》中的经济人口资料等数据,主要通过回归分析、曲线趋势对比、地图比照等方法分析了各种影响因素和AOD的关联性。本文的主要研究结果如下：(1)在这近15年的时间里,广东地区AOD的平均值是0.5,并出现一些年际波动。广东地区AOD呈现先升后降的趋势,2007较2001年AOD年平均增加了14.97%,而2015较2007年则下降了29.7%；月份分析结果显示,春季AOD最大,在3、4月达到顶峰；AOD与DEM、NDVI负相关,与夜间灯光正相关。人口集中的地区AOD较大,珠三角城市群呈现成片高值区,珠三角以外地区AOD高值区零星分布,表明人类活动对AOD具有显著的影响。珠三角、粤东、粤西、山区的15年AOD均值分别是0.603、0.439、0.506、0.447。(2)一次灰霾天气分析表明,较快的风速有利于污染物的转移与扩散,大风对污染物驱散作用明显。AOD与降水量变化的趋势分析表明,雨水对气溶胶具有明显的清除作用。(3)2007年之后AOD的下降主要与第二产业比重下降有一定关系,另外与气候条件的改变以及植被覆盖度的提高可能也有一定关系。在未来的研究,应加入更多气象资料和更多的统计数据,才能更准确分析出影响AOD变化的原因。总之,论文主要基于MODIS MOD04气溶胶产品数据,以湿润多雨的广东地区为研究区,重点分析了该区域气溶胶光学厚度的时间变化趋势及空间分布特征,并对其变化的原因进行探究,这对于广东地区节能减排与环境保护具有一定的参考价值。
【关键词】：MODIS 气溶胶光学厚度 时空分布变化 气流轨迹 NDVI DMSP/OLS夜间灯光
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-18
• 第一章 绪论18-34
• 1.1 选题背景和意义18-21
• 1.2 国内外研究进展21-29
• 1.2.1 气溶胶地基及卫星遥感监测研究进展21-26
• 1.2.2 气溶胶分布与大气环境变化研究进展26-28
• 1.2.3 广东及周边地区AOD应用研究进展28-29
• 1.2.4 研究切入点29
• 1.3 研究内容与论文组织29-34
• 1.3.1 研究内容与技术路线29-31
• 1.3.2 本文的组织结构31-34
• 第二章 研究区概况与数据集34-44
• 2.1 研究区概况34-37
• 2.1.1 研究区地理位置及行政区划34-35
• 2.1.2 研究区气候特征35-37
• 2.2 数据集简介37-44
• 2.2.1 MODIS数据37-39
• 2.2.2 气象数据39-41
• 2.2.3 辅助分析数据41-44
• 第三章 AOD时空动态及其变化趋势分析44-54
• 3.1 AOD的时间变化规律44-49
• 3.1.1 AOD季节和月变化44-47
• 3.1.2 AOD年际变化规律47-49
• 3.2 AOD的空间分布特征49-54
• 第四章 AOD与一次灰霾天气过程动态分析54-60
• 4.1 灰霾天气过程中的AOD时空动态分析54-56
• 4.2 灰霾天气过程中风向频率统计与气流轨迹分析56-60
• 第五章 驱动AOD随时间变化及空间分布差异的影响因素分析60-76
• 5.1 AOD与降水量变化的趋势分析60-62
• 5.2 AOD与城市发展的关联62-66
• 5.3 AOD与植被覆盖的关联66-68
• 5.4 AOD空间分布与地面高程的关联68-70
• 5.5 AOD与统计数据的分析70-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 研究结论76
• 6.2 论文创新点76-77
• 6.3 研究展望77-78
• 参考文献78-85
• 硕士期间科研工作85-86
• 致谢86-88

【参考文献】

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本文编号：522735