一種全球和區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全球和區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測方法，能夠應(yīng)用在環(huán)境空氣監(jiān)測等部門。該方法包含四個步驟：第一步驟是從MODIS氣溶膠產(chǎn)品計算不同時間t(10:30,13:30)的空間氣溶膠濃度。第二個步驟是計算時刻t全球氣溶膠濃度。第三步驟是利用第一步和第二步計算的信息計算平均氣溶膠濃度。第四步：計算全球或者區(qū)域空氣質(zhì)量變化趨勢，對全球或者區(qū)域空氣質(zhì)量變化進(jìn)行時空趨勢分析。對全球近10年分析發(fā)現(xiàn)，印度和中國東部以及非洲中部空氣質(zhì)量污染非常嚴(yán)重，且有加劇的趨勢。
【專利說明】一種全球和區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用對地觀測衛(wèi)星上MODIS氣溶膠產(chǎn)品計算全球和區(qū)域空氣質(zhì)量的方法，突破了傳統(tǒng)方法利用地面觀測站點的局限。能夠應(yīng)用在氣象和環(huán)境監(jiān)測等部門。
【背景技術(shù)】
[0002]本方法中全球和區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測是指全球和區(qū)域平均每天氣溶膠濃度變化，它是空氣質(zhì)量監(jiān)測、特別是霧霾監(jiān)測中一個非常重要的參數(shù)[Charlson，R.J., S.E.Schwartz, J.M.Hales, R.D.Cess, J.A.Coakleyj Jr., J.E.Hansen, and D.J.Hoffman,Climate forcing by anthropogenic aerosols.Science, 1992，255，423-430.]。由于全球空氣質(zhì)量監(jiān)測受時間和空間，以及地表情況的影響，至今還沒有一種方法能夠很好地估算全球環(huán)境空氣質(zhì)量[Fuzzi，S.，Μ.0.Andreaej B.J.Huebertj M.Kulmalaj Τ.C.Bond,Μ.Boy, S.J.Doherty, A.Guenther, M.Kanakidouj K.Kawa，ura，V.M.Kerminenj U.Lohmannj L M.Russell, and U.Poschlj Critical assessment of the current state ofscientific knowledge terminology, and research needs concerning the role of organicaerosols in the atmosphere, climate, and global change.Atmos.Chem.Phys.，2006，6，2017-2938.] o目前，在環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測中公知的獲取城市或者區(qū)域空氣質(zhì)量的方法是利用地表觀測站點數(shù)據(jù)進(jìn)行空間內(nèi)插，然后利用面積權(quán)重計算得到[Dubovik，0.，B.Holbenj et al.(2002)."Variability of absorption and optical properties of keyaerosol types observed in worldwide locations.〃 Journal of the Atmospheric Sciences59(3): 590-608.]。地面觀測站點數(shù)量非常有限，而且不是均勻分布，特別是在山區(qū)和海洋地區(qū)，插值得到的結(jié)果不是非常好，精度不是很高。
[0003]MODIS遙感器于1999和2002年搭載對地觀測衛(wèi)星發(fā)射成功，為全球和區(qū)域資源環(huán)境動態(tài)監(jiān)測開辟了又一新的途徑。MODIS是一個擁有36個波段的中分辨率遙感系統(tǒng)，每天可獲得4次全球觀測數(shù)據(jù)(1:30，10:30,13:30，22:3)，其飛行與太陽同步，并且是免費(fèi)接收，因此非常適合全球環(huán)境監(jiān)測。在MODIS的36個波段中有3個波段適合氣溶膠光學(xué)厚度(可以用其表示氣溶膠濃度)。目前針對MODIS遙感數(shù)據(jù)的氣溶膠反演算法已經(jīng)不少[Chu，D.Α.，Y.J.Kaufman, et al.(2002)."Validation of MODIS aerosol opticaldepth retrieval over land.〃 Geophysical Research Letters 29(12): art.n0.-1617.;Chuj D.A.，L A.Remerj Y.J.Kaufman, B.Schmid, J.Redemannj K.Knobelspiessej J.D.Chernj J.Livingston, P.B.Russell, X.Xiong, and W.Ridgwayj 2005: Evaluation ofaerosol properties over ocean from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) during ACE-Asia.J.Geophys.Res.，110 (D07308)，do1: 10.1029/2004/JD005208; Husarj R.B., J.M.Prosperoj and L.L.Stowe, Characterization oftropospheric aerosols over the oceans with NOAA Advanced Very High ResolutionRadiometer optical thickness operational product.J.Geophys.Res.，1997，102，16889-909.]，美國宇航局(NASA)已經(jīng)提供全球溫度每天2次的月產(chǎn)品，其產(chǎn)品精度也是非常高[Anderson, T.L., Y.ffu, D.A.Chu, B.Schmid, J.Redemann and 0.Dubovik, 2006:Testing the MODIS satellite retrieval of aerosol fine-mode fraction, J.Geophys.Res.，110,D18204, do1:10.1029 /2005JD005978 ;]。雖然有一些研究已經(jīng)利用氣溶膠來分析空氣質(zhì)量[Al-Saadi, J., J.Szykman, R.B.Pierce, C.Kittaka, D.Neil, D.A.Chu, L.Remer, L.Gumley, E.Prins, L.ffeinstock, C.MacDonald, R.ffayland, F.Dimmick, andJ.Fishman, 2005:1mproving National Air Quality Forecasts with Satellite AerosolObservations.Bull.Am.Met.Soc., 86(9)，1249-1261.]，但目前還沒有利用 MODIS 氣溶膠產(chǎn)品估算全球和區(qū)域平均空氣質(zhì)量以及時空變化趨勢的方法發(fā)表。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種從遙感數(shù)據(jù)MODIS氣溶膠產(chǎn)品估算全球和區(qū)域平均空氣質(zhì)量方法，以克服現(xiàn)有空氣質(zhì)量監(jiān)測利用氣象站點觀測的實際困難，以及氣象站點插值難以保證精度的缺點，進(jìn)一步提高全球和區(qū)域空氣質(zhì)量的估算精度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的從遙感數(shù)據(jù)MODIS氣溶膠產(chǎn)品估算全球和區(qū)域平均空氣質(zhì)量的方法為:
第一步:對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和空間插值處理，然后用等式I從MODIS氣溶膠產(chǎn)品計算不同時間t(10:30，13:30)的空間平均氣溶膠。
【權(quán)利要求】
1.一種全球和區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測方法，其步驟為: 第一步:對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和空間插值處理，然后用等式I從MODIS氣溶膠產(chǎn)品計算不同時間t(10:30，13:30)的空間平均氣溶膠
【文檔編號】G06F19/00GK104021276SQ201410202487
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所, 香港大學(xué), 天津大學(xué), 北京奇才偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司, 公安部出入境證件核心技術(shù)中心, 毛克彪