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国土资源遥感  2018, Vol. 30 Issue (1): 224-232    DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.01.31
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长三角地区一次严重雾霾事件的多源遥感监测研究
郑凯端(), 陈健(), 周杰, 高绍鑫
南京信息工程大学地理与遥感学院,南京 210044
Research on monitoring of a severe haze pollution over Yangtze River Delta based on multi-source remote sensing data
Kaiduan ZHENG(), Jian CHEN(), Jie ZHOU, Shaoxin GAO
College of Geography and Remote Sensing,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China
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摘要 

利用云—气溶胶激光雷达和红外探路者卫星(cloud-aerosol LiDAR and infrared pathfinder satellite observations,CALIPSO)搭载的云—气溶胶正交极化激光雷达(cloud-aerosol LiDAR with orthogonal polarization,CALIOP)(CALIPSO/CALIOP)数据、海洋与气象学多功能卫星(communication ocean and meteorological satellite,COMS)搭载的地球同步海洋水色成像仪(geostationary ocean color imager,GOCI)(COMS/GOCI)数据以及CE318太阳光度计数据,结合混合单粒子拉格朗日综合轨迹(hybrid single particle Lagrangian integrated trajectory,HYSPLIT)后向轨迹模式和地面气象资料,对长江三角洲(简称“长三角”)地区2013年12月1—9日发生的一次严重雾霾事件的形成、特征及污染来源进行了分析。结果表明,雾霾期间气溶胶粒子主要位于低层大气(2 km高度以下),气溶胶层内球形气溶胶所占比例高于非球形气溶胶,细粒径气溶胶所占比例高于粗粒径气溶胶; CE318数据和HYSPLIT模式的分析结果都表明,此次雾霾事件不仅受到当地气溶胶排放的影响,还受到外来源气溶胶的影响,而雾霾期间长三角地区持续弱风、高相对湿度和无降水也是造成此次长时间、大范围严重雾霾污染的主要原因。

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郑凯端
陈健
周杰
高绍鑫
关键词 雾霾卫星遥感CALIPSO/CALIOPCOMS/GOCI气溶胶    
Abstract

A severe haze pollution occurred in the Yangtze River Delta during December 1 st-9 th, 2013. The formation, characteristics and potential sources of this haze pollution were explored by using the aerosol products of CALIPSO/CALIOP and COMS/GOCI satellite data, CE318 sun photometer, ground meteorological data and HYSPLIT backward trajectory model. The six typical cities of the Yangtze River Delta were dominated by this haze pollution. The air quality was in severe pollution and the air quality index (AQI) and the value of PM2.5 were higher than those of usual case. The analysis of CALIPSO/CALIOP satellite data indicated that the aerosol mainly existed in the level from the ground to 2 km above, the proportion of spherical aerosol in haze aerosol was higher than that of non-spherical aerosol, and the proportion of large size aerosol particles in haze aerosol was higher than that of small aerosol particles. The analysis results of the CE318 data and HYSPLIT model show that this haze pollution was not only influenced by the local aerosol emissions but also influenced by the outer sources of aerosols, and such factors as continuous low wind speed,high relative humidity and no precipitation during the haze pollution led to the widespread, long-time and severe pollution event in the Yangtze River Delta.

Key wordshaze    satellite remote sensing    CALIPSO/CALIOP    COMS/GOCI    aerosol
收稿日期: 2016-08-10      出版日期: 2018-02-08
:  TP79  
基金资助:国家自然科学基金项目“城市街道峡谷气温时空分布与变化机制模拟研究”(编号: 41571418)和江苏省基础研究计划(自然科学基金)项目“基于多角度遥感的农田NPP估算模型关键参数提取”(编号: BK20130992)共同资助
作者简介:

第一作者: 郑凯端(1991-),男,硕士研究生,主要研究方向为定量遥感。Email:15651880883@163.com

引用本文:   
郑凯端, 陈健, 周杰, 高绍鑫. 长三角地区一次严重雾霾事件的多源遥感监测研究[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(1): 224-232.
Kaiduan ZHENG, Jian CHEN, Jie ZHOU, Shaoxin GAO. Research on monitoring of a severe haze pollution over Yangtze River Delta based on multi-source remote sensing data. Remote Sensing for Land & Resources, 2018, 30(1): 224-232.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2018.01.31      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2018/V30/I1/224
波段 波段中心/nm 带宽/nm 标准辐亮度/(W·m-2·μm-1·sr-1) 类型 主要应用领域
B1 412 20 100 可见光 黄色物质、浊度
B2 443 20 92.5 可见光 叶绿素最大吸收
B3 490 20 72.2 可见光 叶绿素及其他色素
B4 555 20 55.3 可见光 浊度
B5 660 20 32.0 可见光 荧光信号、悬浮泥沙
B6 680 10 27.1 可见光 大气校正、荧光信号
B7 745 20 17.7 近红外 大气校正、荧光信号基线
B8 865 40 12.0 近红外 气溶胶光学厚度、水蒸气量
Tab.1  GOCI波段及参数
Fig.1  6个代表城市AQI和PM2.5质量浓度日平均值变化图
Fig.2  AOT和Angstrom指数时间序列
Fig.3  2013年11月30日—12月10日GOCI数据B8(R)B5(G)B4(B)假彩色合成图像
Fig.4  2013年12月2日及12月9日532 nm处总衰减后向散射系数垂直剖面图
Fig.5  2013年12月2日和12月9日532 nm平均消光系数廓线
Fig.6  3个高度层内体积退偏比和颜色比频率分布图
Fig.7  2013年11月30日和12月1日雾霾发生前、后HYSPLIT 72 h后向轨迹示意图
城市 日期 平均风速
12/01 12/02 12/03 12/04 12/05 12/06 12/07 12/08 12/09
徐州 0.9 0.8 1.5 1.1 2.0 0.8 1.5 1.9 2.7 1.5
南京 4.4 2.0 3.2 2.1 4.5 2.7 2.2 2.7 2.3 2.9
合肥 1.8 1.6 1.9 1.1 2.6 1.1 1.3 1.3 2.8 1.7
上海 4.7 2.0 1.4 3.4 2.9 1.6 1.4 2.5 4.0 2.7
南通 1.9 0.8 1.1 1.4 1.8 2.1 1.3 1.5 3.1 1.7
杭州 4.5 1.6 1.9 3.8 1.5 1.5 2.3 2.8 1.5 2.4
Tab.2  6个代表城市2013年12月1日—12月9日每日平均风速统计表
城市 日期 平均相对湿度
12/01 12/02 12/03 12/04 12/05 12/06 12/07 12/08 12/09
徐州 70 70 70 70 70 70 90 90 60 73
南京 60 60 50 70 70 80 90 100 70 72
合肥 50 70 70 80 70 80 100 90 70 76
上海 70 70 70 80 90 80 90 80 80 79
南通 70 70 80 80 90 90 80 80 80 80
杭州 50 60 60 70 80 70 80 80 80 70
Tab.3  6个代表城市2013年12月1日—12月9日的平均相对湿度
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