利用地面水平能见度估算并分析中国地区气溶胶光学厚度长期变化特征

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气溶胶光学厚度的计算

Vz= 3.192 z 3.192 0.0116-0.00099z+（ -0.0116）e （0.886+0.222V） V
由此可推得大气气溶胶光学厚度
τ λE
为：
2-V* z 5.5 5.5 5.5 H H H H H1 (e 1 e 1 ) 12.5e 1 H 2e 1 f
月份平均能见度月份平均能见度
1
8.38
2
11.46
3
10.28
4
10.64
5
11.63
6
10.66
7
9.45
8
10.22
9
9.16
10
8.50
ห้องสมุดไป่ตู้
11
10.50
12
6.98
根据表1、表2中的数据以及已知参数，利用已编写的计算程序，可以计算出郑州2008 年各月气溶胶光学厚度，如图2所示。
图2
郑州2008年各月气溶胶光学厚度
⑴气溶胶光学厚度与各月平均水汽压密切相关。水汽压较高，有利于近地层气溶胶向上输送，水溶性气溶胶粒子吸湿膨胀，使得气溶胶光学厚度变大。天气干燥，水汽压较低，气温较低，冷空气频繁的活动带来的大风，加速了气溶胶粒子的扩散和输送，致使气溶胶光学厚度较小。 ⑵气溶胶光学厚度的意义是从地面到大气层顶大气柱上气溶胶对辐射的吸收和散射, 而常规气象观测的测值主要反映近地面的气象状态, 因此高空气象条件对气溶胶光学厚度也有显著的影响, 这是本文所没有考虑的。
参考文献 [1] 宋磊，吕达仁 . 上海地区大气气溶胶光学特性的初步研究 . 气候与环境研究.1006-9585(2006) 02-0203-06 [2]Elterman L. Relationships between vertical attenuation and surface meteorological range. Appl Opt, 1970, 9: 1804～1810 [3]McClatchey R A,Fenn R W, Selby J E A. Optical properties of Atmosphere. AFCRL72- 0497, 1992 [4]秦世广,石广玉,陈林,等.利用地面水平能见度估算并分析中国地区气溶胶光学厚度长期变化特征[J]．大气科学,2010,34（2）:449-456. [5] 邱金桓 , 林耀荣 . 关于中国大气气溶胶光学厚度的一个参数化模式 [J]. 气象学报,2001,59(3):368-372 [6] 胡婷 . 中国区域气溶胶的光学厚度特征和气候效应研究 [D]. 南京 : 南京信息工程大学,2008 [7]申彦波,赵宗慈,石广玉.地面太阳辐射的变化、影响因子及其可能的气候效应最新研究进展[7].地球科学进展,2008,23(9):915-923. [8] 李晓文 , 李维亮 , 周秀骥 . 中国近３０年太阳辐射状况研究［Ｊ］ . 应用气象学报,1998,9(1)：24-31. [9]范学花，陈洪滨，夏祥鳌.中国大气气溶胶辐射特性参数的观测与研究进展.中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室，北京 100029

MODIS气溶胶光学厚度空气污染指数的关系研究

MODIS气溶胶光学厚度空气污染指数的关系研究随着我国国民经济迅速发展，城镇化加速，城市化进程中的问题也随之显现。

同时随着生活质量的提高，空气污染问题日益受到民众的重视。

本文试图利用MODIS遥感卫星数据得到的气溶胶光学厚度（AOT），以及由地面检测得到的空气污染指数（API）数据，分析两者之间的关系，对两者进行回归分析，建立两者之间的回归模型，最终可以由遥感得到的AOT数据计算得出地面API的数据。

由于AOT数据会受到气象因素和季节的影响，在建立回归模型的过程中，会分季节建立回归模型并引入一些主要的气象因子（风速、气压）对回归模型进行校正，以期获得较好的回归模型。

通过研究可以得到结论如下：1.没有气象因子参与时，夏季和秋季的拟合精度相对较高，分别为0.7215和0.6693。

2.考虑了气压和风速后，对模型精度提高显著，其中秋季和冬季的拟合精度都可以达到0.7258。

3.对气象要素分组后发现，在气压低于1010hpa的情况下，模型的预测精度相对较高，可达0.7349。

1.1相关概念简介1.1.1 MODIS简介从1991年起，美国NASA启动了为期20年的地球观测系统(EOS)计划。

在这个计划中，把区域性地表覆盖变化的趋势和模式、人类活动影响的观测分析、全球初级生产力动态变化以及自然灾害监测研究等作为长期地球环境变化研究的重要内容。

MODIS ( Moderate Resolution Imaging Spectrometer，中等分辨率成像光谱仪)是EOS计划中重要的传感器，现已搭载于两颗EOS卫星上（TERRA 卫星和AQUA卫星），于2000年上半年开始进行数据服务。

TERRA卫星是装载有MODIS传感器的极地轨道环境遥感卫星，发射于1999年12月18日。

TERRA卫星从北京地区上空的过境时间，一般在10:30 (北京时)之间，并呈周期变化。

它的地面重复周期为16天(即16天后卫星将于地方时的同一时间出现在同一地点的上空)。

中国区域MODIS陆上气溶胶光学厚度产品检验

(中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心 ,北京 100081)
摘要
以我国 MODIS 共享网站积累的 MODIS L1B 数据和美国威斯康辛大学提供的 IMA PP 软件包气溶胶产品软件为基础 ,经过产品运行本地化改进处理 ,在国家卫星气象中心建立了气溶胶产品业务化生成和发布机制。为支持气溶胶遥感产品算法改进以及潜在用户对产品的合理应用 ,给出对国家卫星气象中心运行的 MODIS 气溶胶遥感产品质量检验分析结果。利用 2005 年 1 月 —2007 年 5 月 A ERON ET 地基气溶胶监测网的 L2. 0 级气溶胶光学厚度产品作为真值 ,用它匹配 MODIS 陆上气溶胶光学厚度产品开展检验。检验结果表明 : 以卫星过境前后30 min 地基观测时间平均值匹配地基站点位置 10 km 半径范围内的卫星反演结果空间平均值开展检验 ,总体样本的气溶胶光学厚度均方根误差约为 0. 25 ;满足产品误差要求 ( ±0. 05 ±0. 20τ) 的样本占总样本数的 44 % ;气溶胶光学厚度反演结果精度具有季节和地域差异 ,干季 (秋、冬、春) 的气溶胶光学厚度误差较小 ,而雨季气溶胶光学厚度误差较大 ,云是雨季气溶胶光学厚度反演结果误差较大的主要影响因素。关键词 : MODIS ; 气溶胶光学厚度 ; 误差检验 ; 数据共享
2 期李晓静等 :中国区域 MODIS 陆上气溶胶光学厚度产品检验 1 49
0. 02 ,足以作为真值用于检验卫星反演的 AO T 值
(C4 版 MOD IS 产品不确定性要求是 ±0. 05 ±
0. 20τ) 。
本文分析选择的 A ERON E T 数据为完成云检
为了支持对气溶胶遥感产品算法的改进以及产品潜在用户对本产品的合理应用 ,本文给出对国家卫星气象中心运行的 MODIS 气溶胶遥感产品开展质量检验的分析结果。利用 2005 年 1 月 —2007 年 5 月 A ERON E T 地基气溶胶监测网的 L2. 0 级气溶胶光学厚度产品匹配 MODIS 气溶胶光学厚度产品开展检验 , 主要检验陆上气溶胶算法生成的 466 , 550 ,658 nm 陆上气溶胶光学厚度。

高分一号数据的气溶胶光学厚度反演和验证

高分一号数据的气溶胶光学厚度反演和验证许研;张炜;司一丹;李莘莘【摘要】针对高分辨率卫星遥感反演气溶胶光学厚度地表噪声难以分离的问题,利用国产“高分一号”(GF-1)的数据特点,提出了一种气溶胶光学厚度反演方法和处理流程.该方法分别基于暗像元和深蓝算法去除了浓密植被和城市亮目标地区的地表贡献,并应用于我国污染较为严重的京津冀、长三角、珠三角等示范区域.利用北京、杭州、香港AERONET地基观测数据,对GF-1反演得到的气溶胶光学厚度进行验证,结果表明:气溶胶高值均集中在三大区域工业排放大和人类活动密集的核心城市,年均光学厚度值在1左右.卫星和地基的相关性总体较好,三大区域的相关系数分别达到了0.71、0.55、0.54.受云识别、亮地表覆盖和气溶胶模式假设等影响,GF-1反演的气溶胶光学厚度存在一定程度的偏差.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2016(031)005【总页数】6页(P60-65)【关键词】高分一号;暗像元算法;深蓝算法;气溶胶光学厚度;反演;AERONET【作者】许研;张炜;司一丹;李莘莘【作者单位】安阳工学院计算机科学与信息工程学院,河南安阳455000;中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;安阳工学院计算机科学与信息工程学院,河南安阳455000;中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101【正文语种】中文【中图分类】P208气溶胶是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系。

气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth，AOD)代表了整层大气内气溶胶颗粒物对可见光的衰减，是垂直方向上消光系数的积分。

尽管气溶胶在大气中的含量相对较少，但它在大气过程中所起的作用却不容忽视，影响着地球的气候和生态系统，导致地面能见度下降、空气质量恶化，并对公众健康造成威胁[1]。

大气气溶胶的光学特性参数测量与解析方法研究

大气气溶胶的光学特性参数测量与解析方法研究大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒，包括尘埃、烟雾、雾霾等。

它们对光的散射和吸收作用，直接影响大气的能量平衡和可见光透过性。

因此，测量和解析大气气溶胶的光学特性参数，对于了解大气污染物的分布、来源和变化趋势具有重要意义。

光学特性参数是指描述大气气溶胶对光的散射和吸收能力的物理量。

这些参数包括散射系数、吸收系数和相函数等。

散射系数是指单位体积气溶胶对入射光的散射能力，吸收系数则是指单位体积气溶胶对入射光的吸收能力。

而相函数描述了散射光的方向性分布。

测量大气气溶胶的光学特性参数主要依靠遥感技术和地面监测技术。

遥感技术利用航空或卫星平台上的光学传感器，通过测量散射和吸收光的强度，推算出气溶胶的光学特性参数。

这种方法适用于大范围区域的监测，但受到气象条件、云层干扰等因素的限制。

地面监测技术则是在地面上设置光学仪器，直接测量气溶胶的光学特性参数。

常用的地面监测方法包括散射光谱法、吸收光谱法和多角度散射法等。

散射光谱法通过测量入射光和散射光的光谱分布，反推气溶胶的散射系数和相函数。

吸收光谱法则是通过测量入射光和透射光的光谱分布，推算气溶胶的吸收系数。

多角度散射法是一种比较先进的地面监测方法。

它利用不同角度下散射光的变化规律，反推出气溶胶的相函数和散射参数。

这种方法需要精密的仪器和复杂的数据处理，但可以提供更为详细的气溶胶特性信息。

解析大气气溶胶的光学特性参数是一个复杂且具有挑战性的任务。

在实际应用中，需要考虑光学模型的准确性、测量误差的影响以及数据处理方法的可靠性等因素。

此外，气象条件、地理位置和气溶胶组成等因素也会对测量结果产生影响。

除了测量，还有一些模拟方法可以用于解析大气气溶胶的光学特性参数。

比如，利用光学传输模型和气溶胶浓度观测数据，可以通过反演方法计算出散射系数和吸收系数。

这种方法不仅可以分析气溶胶的光学特性，还可以估计气溶胶对辐射场的影响。

总之，大气气溶胶的光学特性参数测量与解析方法研究是一个复杂而重要的领域。

太阳光度计测量气溶胶光学厚度

太阳光度计测量气溶胶光学厚度的意义在于，气溶胶是影响气候变化的重要因素之一，对地球表面和大气辐射能量平衡具有重要的调节作用。
通过太阳光度计测量气溶胶光学厚度，可以深入了解气溶胶在大气中的分布和变化规律，为气候变化研究和空气质量评估提供重要的数据支持。02太阳光度来自原理太阳光度计的基本原理
01
根据气溶胶光学厚度的测量结果，分析不同地区气溶胶的主要
来源，如工业排放、汽车尾气、自然源等。
气象因素影响
02
探讨气象因素如风向、风速、温度等对气溶胶光学厚度的影响。
空气质量与健康影响
03
将气溶胶光学厚度测量结果与空气质量指数相关联，评估其对
人类健康的影响。
结果讨论
01
数据准确性评估
02
结果对比与验证
太阳光度计是一种测量太阳辐射的仪器，通过测量太阳辐射的强度和光谱分布，可以推断出气溶胶光学厚度等大气参数。
太阳光度计通常由光学系统、光电转换器件和数据处理系统组成，能够将太阳辐射聚焦并转换为电信号，再通过数据处理系统进行定标和计算。
太阳光度计的分类
根据测量光谱范围的不同，太阳光度计可分为紫外光度计、可见光光度计和红外光度计等。
05
实验结果与讨论
实验结果
气溶胶光学厚度测量值
通过太阳光度计测量，得到不同地区的气溶胶光学厚度值，包括城市、郊区和工业区等。
气溶胶浓度分布
根据测量结果，绘制气溶胶浓度分布图，展示不同地区气溶胶浓度的差异。
季节性变化
分析不同季节的气溶胶光学厚度变化，了解季节对气溶胶浓度的影响。
结果分析
气溶胶来源分析
时间选择
选择天气晴朗、无云层的时段进行测量，以减少大气散射和吸收的影响。

中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究

中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究一、引言气溶胶是大气中的微粒子，可以通过自然和人为活动释放到大气中。

气溶胶对大气的辐射平衡和气候系统有重要影响。

在中国这样一个发展迅速且人口众多的地区，气溶胶排放量巨大，对大气的影响尤为明显。

因此，研究中国地区气溶胶光学特性及其辐射强迫是非常重要的。

二、气溶胶光学特性气溶胶光学特性是指气溶胶对太阳辐射和地球辐射的相互作用以及与光传播有关的参数。

气溶胶主要通过散射和吸收来影响辐射传输。

散射主要有弹性散射和非弹性散射，弹性散射导致光线改变传播方向而不改变能量，非弹性散射包括拉曼散射和激发态分子吸收散射，会改变光线的能量。

吸收主要分为吸收和透射，吸收会将光能转换为热能。

气溶胶光学特性的研究需要使用卫星遥感技术，通过观测大气中的光谱信息来推断气溶胶的光学特性。

从卫星遥感数据中可以获取到气溶胶的直射辐射、散射辐射和总辐射等参数。

还可以通过假设和模型来反演气溶胶的物理特性，如粒径分布、光学厚度等。

三、中国地区气溶胶的光学特性中国地区由于人口众多、经济快速发展，在大气污染和气溶胶排放方面面临严峻挑战。

中国的大气污染主要来源于工业排放、交通排放和农村生活排放。

这些排放物中含有大量的气溶胶，对大气辐射平衡产生直接影响。

根据卫星遥感数据的分析，中国地区气溶胶光学厚度较高，且呈现季节性变化。

中国地区的气溶胶光学厚度主要受到工业排放和沙尘暴的影响。

工业排放产生的气溶胶主要是碳质和硫酸盐，这些物质对光的吸收和散射能力较强。

而沙尘暴主要由沙尘和土壤颗粒组成，对光的散射能力也很高。

因此，中国地区的气溶胶光学特性主要表现为较高的光学厚度和较强的吸收、散射能力。

四、气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫是指气溶胶对大气辐射平衡的贡献。

气溶胶通过吸收和散射太阳辐射来改变大气的能量分布，进而影响大气温度、湿度和循环等气候要素。

气溶胶辐射强迫的研究可以帮助我们理解气溶胶对气候系统的影响机制。

探讨中国近15年气溶胶光学厚度时空分布特征

探讨中国近 15年气溶胶光学厚度时空分布特征摘要：基于2006~2021年MERRA-2再分析产品中的气溶胶光学厚度数据，结合趋势分析和时空地理加权回归模型(GTwR)等方法，分析了时间区间内中国气溶胶光学厚度的时间（季节）和空间（地域范围）变化特征。

望以此数据为对时空异质性视角量化自然地理和人类活动对气溶胶光学厚度的综合影响，提供研究数据支持。

关键词：气溶胶光学厚度；时空地理加权回归；时空分布特征；影响因素在气候变化中存在着诸多的不确定性来源，其中对不确定性因素影响最大的可能是气溶胶，其对全球气候变化和人类健康，都带来了深远的影响。

气溶胶光学厚度，是评估气溶胶消光特性的重要指标[1]。

同时，通过观察气溶胶厚度，也能在一定程度上反应大气污染程度、气溶胶气候胁迫效应。

现阶段社会经济快速发展，不断发展的工业化和城镇化进程，导致自然环境中的气溶胶排放量大幅增长，不利于保护自然生态环境，对公众的生命健康安全带来了较为严重的威胁。

如果任由气溶胶排放量继续增长，对社会经济的可持续发展会造成破坏。

为了更明确地分析气溶胶的时空分布特征，需要加大研究力度，从而在气溶胶光学厚度的影响因素出发，为气候变化、大气环境污染的监测和防治研究，提供更加明确的数据支撑[2]。

一、气溶胶光学厚度时空分布的研究概述目前获取气溶胶光学厚度值的途径主要有两种，分别是地面观测和遥感反演。

当前中国建设的地面监测站点数量较少，再加上中国国土面积大，导致地面监测站点的分布显得更加稀疏。

这是因为气溶胶光学厚度值的地面监测站点，建设和维护工作都需要消耗大量成本。

地面监测站点，可使用气溶胶自动监测网(AERONET)和中国地基气溶胶监测网(CARSNET)，来进行数据的获取、传输和分析等工作。

但是以此方式开展工作，获取大尺度的气溶胶光学厚度值连续观测数据，工作难度是非常之高的[3]。

另一种方式是卫星遥感，能够获取大尺度和实时连续的气溶胶光学厚度值数据，但数据的时间序列较短，一般都在20a以内。

550nm气溶胶光学厚度

550nm气溶胶光学厚度
气溶胶光学厚度是用来描述气溶胶颗粒对光的散射和吸收能力的参数。

气溶胶光学厚度通常用τ表示，它是指气溶胶颗粒在大气中对光的吸收和散射造成的光学路径长度。

对于波长为550纳米的光线，气溶胶光学厚度的数值可以反映气溶胶对这一波长光线的影响程度。

气溶胶光学厚度的计算涉及到气溶胶颗粒的浓度、大小和光学性质等因素。

一般来说，气溶胶光学厚度越大，表示大气中的气溶胶颗粒对光的吸收和散射作用越显著，从而影响大气的透明度和能见度。

在环境监测和大气光学研究中，气溶胶光学厚度的变化对于了解大气污染物的扩散传输、气候变化和环境质量具有重要意义。

此外，气溶胶光学厚度还与大气中的光学散射和吸收过程密切相关。

通过监测和分析气溶胶光学厚度，可以帮助科学家们更好地理解大气中的光学特性，从而推断大气污染物的来源和影响，以及预测大气环境的变化趋势。

总之，对于波长为550纳米的光线，气溶胶光学厚度的数值可
以提供关于大气中气溶胶颗粒影响程度的重要信息，对于环境监测、大气光学研究和气候变化等方面具有重要意义。

瓦里关地区气溶胶光学厚度的观测研究

瓦里关地区气溶胶光学厚度的观测研究吴昊;刘鹏;王剑琼;王宁章;李宝鑫【摘要】文章利用中国大气本底基准观象台(CGAWBO)瓦里关基地2009年9月至2010年8月的CE-318全自动跟踪太阳光度计观测资料,分析了该地区气溶胶光学厚度(AOD)的变化特征和Angstrom指数分布规律.瓦里关AOD具有早晚出现双峰值的日变化规律,季节变化中春季出现最大值,夏天受降水等影响波动较大但平均值最低.春季黑碳气溶胶浓度也出现最高值,表明瓦里关春季受人为排放的影响最明显,瓦里关地区的AOD日变化与能见度的变化相关性较好.【期刊名称】《青海环境》【年(卷),期】2017(027)001【总页数】6页(P39-44)【关键词】瓦里关;AOD;能见度;变化特征【作者】吴昊;刘鹏;王剑琼;王宁章;李宝鑫【作者单位】中国大气本底基准观象台,青海西宁 810001;中国大气本底基准观象台,青海西宁 810001;中国大气本底基准观象台,青海西宁 810001;中国大气本底基准观象台,青海西宁 810001;中国大气本底基准观象台,青海西宁 810001【正文语种】中文【中图分类】X16大气气溶胶通过对太阳辐射的吸收和散射改变地—气系统的能量收支[1]。

气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth，AOD)是指整层气溶胶的消光系数在垂直方向上的积分，是描述气溶胶对太阳辐射衰减作用的一个重要光学参数。

它可用来推算气溶胶含量，进而评价大气污染程度，以及研究气溶胶气候效应[2]。

大气中各种粒子对可见光的吸收和散射，也会造成能见度的下降。

能见度的器测原理正是将大气消光系数与能见度联系起来，通过计算一定路径上的大气消光系数来确定能见度[3] 。

人们采用不同的方法或手段来研究AOD的时空分布等特征，王跃思等[4]利用CERN太阳分光观测网分析了 2004～2005 年中国典型地区大气气溶胶的光学厚度;刘玉杰等[5]、刘晓云等[6]利用太阳光度计分别对西北地区银川、敦煌沙尘气溶胶的光学厚度进行反演和研究;Xin[7]等研究了Angstrom 波长指数等光学特性及其时空分布状况;Fan等[8]利用 AERONET(美国国家宇航局(NASA)在全球建立的气溶胶观测网络，主要是利用CE-318太阳光度计在全球范围内获取具有区域代表性的气溶胶光学特性参数)分析了北京地区气溶胶光学厚度和波长指数的季节变化;杨琨等[9]研究了1999～2003年我国气溶胶光学厚度的变化特征；Eck等[10]利用多年 AERONET 观测数据研究了亚洲东部的中国、蒙古、韩国等地区气溶胶光学特性及时空分布特征。

气溶胶光学厚度的高光谱遥感反演及其环境效应

气溶胶光学厚度的高光谱遥感反演及其环境效应【摘要】：气溶胶是研究全球气候变化和大气污染的重要参数，也是进行定量遥感必须获得的参数。

本文针对人口密集、工业化程度高的城市区域范围，探索高光谱数据遥感反演气溶胶光学厚度的方法，应用中科院上海技术物理研究所自行研制的模块化成像光谱仪(OMIS)，结合MODIS卫星资料和地面太阳光度计监测，试图形成“星载—机载—地面”三个高度立体遥测，实现城市气溶胶光学厚度的反演，并进一步研究其环境效应。

具体工作及结果如下：1)比较分析各种气溶胶光学厚度遥感反演方法的适用性和局限性，并介绍了太阳光度计地基遥测原理。

2)分别介绍了MODIS、OMIS和地基高光谱数据的特点及数据预处理过程、分析典型地物的光谱特征。

3)采用高反差地表法，对2002年10月7日的机载OMIS高光谱数据，进行了气溶胶光学厚度反演的尝试性试验，给出了初步的反演结果，在502-590nm波段处的气溶胶光学厚度值在0.175-0.314之间。

反演结果符合当天的空气质量状况，与能见度进行比较，以证明反演结果的正确性，说明利用高光谱、高空间分辨率的机载遥感数据可以反演城市气溶胶光学厚度。

4)进行大气辐射传输模型的模拟与分析，利用MODIS红、蓝通道数据分析地表反射率、气溶胶类型、气溶胶组份、水汽、臭氧等因素对气溶胶反演的影响；建立了表观反射率—地表反射率—气溶胶光学厚度之间的查算表，结合城市地表特点，探索基于MODIS数据的双目标对比法进行气溶胶光学厚度的反演。

5)利用地面站点能见度和卫星遥感的气溶胶光学厚度资料，建立了一个二者之间季节平均的简单关系，得到上海地区各季的气溶胶标高在春季、夏季、秋季和冬季分别为：1251m，1957m，791.7m和776.4m；并利用标高数据和气溶胶光学厚度的季节分布，反演上海地区区域能见度的季节平均分布，证实上海城区在冬春季平均能见度较差，市区中心能见度在10km以下；低能见度中心分布明显，且主要分布在杨浦、桃浦、吴淞等工业区范围。

气溶胶光学厚度定义及相关因素

气溶胶光学厚度定义及相关因素大气气溶胶是指悬浮在地球大气中的具有一定稳定性，沉降速度小，尺度范围在10吗∥m到102“m之间的分子团、液态或固态粒子所组成的混合物。

气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness—AOT)是气溶胶的光学属性之一，表示的是单位截面的垂直气柱上的透过率，有时候又叫大气混浊度，它是一个无量纲的正值拴1(DtlBois，2002)。

在有些文章里AOT也写为AOD(aerosol optical deepness)。

数值范围在0’1之间，0代表完全不透明大气，1代表完全透明的大气，气溶胶光学厚度越大，大气透过率越低。

值的大小主要由气溶胶质粒的数密度、尺度分布、气溶胶类型等物理、光学属性来决定。

下面我们就根据近年南海北部海域的气溶胶光学厚度来深度了解气溶胶的相关学问。

此图是三亚湾口实验站气溶胶光学厚度随时间的变化曲线，可看出该站点单日内10~15时气溶胶的数值变化非常明显，以870nm波段为例，11时左右气溶胶光学厚度值最小为0.132，11时后气溶胶的光学厚度逐渐增大，13:00是左右达到最大值为0.247，而后光学厚度的值又有所下降，全天平均光学厚度的均值为0.189。

分析其他站位的数据，发现几乎所有站位的气溶胶的光学厚度的值日变化都非常明显，并且大多数站的数据与图中的变化趋势类似，两拨动变化，一些站位的曲线还出现了多个波峰波谷，870nm波段最小值可达0.1，最大值可达0.6。

这说明南海上空大气变化较快，气溶胶光学厚度的值变化比较剧烈。

这张12天日平均光学厚度随波长的变化关系，可以看出南海北部海域的气溶胶人平均光学厚度位于0.2~0.6之间，只有9月9、14日得光学厚度明显高于这个范围，27日数值则偏低，结合原始气象数据发现，其数据受到云量和风速的影响都会偏大。

总体而言，日平均光学厚度较集中在0.2~0.9之间，日平均光学厚度随波长的增加而减小。

而根据以下两张图我们可以更加清楚的看到风速对气溶胶光学厚度的影响，如下图中“14日三亚湾口站位气溶胶光学厚度”可看出随着风速的增大，气溶光学厚度呈上升趋势，风速越大，上升趋势就越明显，而相较17日图中光学厚度与风速的变化没有明显的关系，随着风速的增大，有些波段的气溶胶光学厚度甚至出现了降低的现象，结合当时原始记录，我们可发现风从海南岛方向吹来，较多陆源的沙尘、污染物等物质被输送到观测粘上空，从而引起气溶胶浓度分布的变化，导致光学厚度增大。

中国地区云光学厚度和云滴有效半径变化趋势

中国地区云光学厚度和云滴有效半径变化趋势段皎;刘煜【摘要】利用ISCCP最新的D2云气候资料集和MODIS云的资料,给出中国地区云的光学厚度和云滴有效半径的分布特征；分别对季节平均和年平均时间序列进行线性趋势分析,并进行了显著性检验.结果表明:夏季云的光学厚度和有效半径的变化趋势最显著.结合云量变化情况,可发现云滴有效半径的变化对云光学厚度的影响可能在夏季最大,也就是说,气溶胶的间接气候效应可能在夏季最强；云量、云光学厚度和云滴有效半径的变化也表明长江以南地区和青藏高原地区可能是气溶胶间接气候效应比较显著的地区.中国地区冰云光学厚度与有效直径的相关具有很强的区域特征,说明冰云的微物理机制比水云更复杂.%The temporal and spatial characteristics of clouds over China are analyzed by using the ISCCP (International Satellite Cloud Climatology Project) monthly mean D2 data and MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) cloud data. The results show that over the past 20 years, the changes in cloud effective radius have the greatest effect on cloud optical thickness during summer, which means that the indirect effect of aerosol on climate may be the strongest during summer. The analysis of cloud optical thickness and effective radius changes also shows that the Yangtze River region and the Qinghai-Tibet Plateau region may be the areas influenced the most prominently by the indirect climatic effects of aerosols. Besides, the ice cloud optical thickness and effective diameter are associated with strong regional characteristics in China, which indicates that micro-physical mechanisms in ice clouds are more complex than water clouds.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2011(039)004【总页数】9页(P408-416)【关键词】ISCCP;云量;云光学厚度;云滴有效半径【作者】段皎;刘煜【作者单位】中国气象科学研究院,北京100081;民航青岛空管站气象台,青岛266108;中国气象科学研究院,北京100081【正文语种】中文云在地球气候系统的辐射能量收支和水分循环的过程中处于重要地位,一方面,云可以通过直接影响长波和短波辐射在大气中的传输,对全球和区域的能量收支起调控作用,另一方面,云的辐射特性取决于多种因素,全球气候变化也会引起云的特征调整,如云量、云高、光学厚度、云水含量等。

气溶胶光学厚度

气溶胶光学厚度
气溶胶光学厚度(AOD)是气溶胶浓度的物理量，可以用来衡量大气中空气污染物粒径，电
离辐射等的负荷。

气溶胶光学厚度是比较困难的，这取决于大气的液相和气溶胶的物理特性。

气溶胶光学厚度直接反映了大气负荷水平，是检测大气负荷污染水平和治理水平的主
要指标。

气溶胶光学厚度可以分为可见光波段和紫外线波段2个光谱段进行测量，可用于直接检测
大气液相的组成。

它的量化是通过将辐射从太阳到地面的路径长度转换为地址距离的有效
厚度来进行定量测定的。

通过测量气溶胶光学厚度，可以检测大气气溶胶的垂直分布状况，了解污染特征，评估污染源的位置，检测污染物的质量和浓度。

气溶胶光学厚度是研究大气空气污染、气象现象和大气环境变化的重要指标，也可以用来
研究表面太阳辐射对地表能量分布的影响。

此外，它还可以用于研究辐射传输的地球辐射
平衡，地面空间气溶胶变化的影响，以及卫星遥感技术探测大气污染的有效方法。

因此，气溶胶光学厚度具有非常重要的科学意义，需要结合表面和遥感观测技术，以及物
理化学模型，深入对气溶胶光学厚度进行研究，加强对大气污染的研究和控制。

陆地气溶胶光学厚度反演原理与方法

陆地气溶胶光学厚度反演原理与方法陆地气溶胶光学厚度遥感监测原理与方法大气气溶胶是由大气介质和混合于其中的固体或液体颗粒物共同组成的多相体系。

粒子的直径多在10-3～102μm之间。

气溶胶光学厚度指无云大气铅直气柱中气溶胶散射造成的消光程度，是大气遥感的重要指标，也是衡量大气污染的重要指标。

利用卫星遥感进行气溶胶监测主要有暗目标法（Kaufman et al,1988）、结构函数法(Tanréet al.,1988)、多角度偏振法(Herman et al,1997)等。

目前环境一号卫星CCD相机和超光谱相机的波段设置条件下，暗目标法可得到较好的应用，同时环境一号卫星CCD相机的高空间分辨率，为结构函数法的应用提供了可能。

由于环境一号卫星各相机的工作方式的（非偏振）限制，目前尚无法应用多角度偏振方法，环境一号后续星将加入偏振传感器。

1.暗目标法在可见近红外波段，传感器接收到的信号，既是气溶胶光学厚度的函数，又是下垫面地表反射率的函数。

当地表反射率很小时，卫星观测的辐射值主要是大气的贡献，能够提取大气气溶胶信息，暗目标法就是利用浓密植被地区红蓝波段的辐射值和气溶胶光学厚度的这种关系反演气溶胶光学厚度。

2.结构函数法对于高反射率地区，地表反射率较大，传感器测量的辐射值主要是地表的贡献项，对气溶胶的变化不再敏感，这时使用基于地表反射率的方法反演气溶胶光学厚度非常困难。

结构函数法是早期研究陆地污染气溶胶采用的卫星遥感算法。

该算法假设同一个地区一段时间内地表反射率是不变的，利用“清洁日”大气作为参考，反演“污染日”大气的气溶胶光学厚度。

利用结构函数法可以反演城市地区的气溶胶分布状况。

3.多角度偏振方法大气中的气溶胶和大气分子与入射太阳辐射相互作用，除了可以散射和吸收入射辐射，还可以使入射辐射发生偏振，卫星通过测量后向散射的偏振特性，可以得到气溶胶信息。

利用偏振信息进行气溶胶反演，具有受地表影响小、能够反演气溶胶物理性质的优势。

中国海域MODIS气溶胶光学厚度检验分析

2. State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynam ics, Second Institute of Oceanography, State Oceanic Adm inistration, Hangzhou 310012, China; 3. Anhui Climate Centre, Hefei 230061, China;
中国海域 MOD IS气溶胶光学厚度检验分析
邓学良 1, 2 ,潘德炉 2 ,何冬燕 3 ,孙照渤 4
( 1. 安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室 ,安徽合肥 230031; 2. 卫星海洋环境动力学国家重点实验室国家海洋局第二海洋研究所 ,浙江杭州 310012; 3. 安徽省气候中心 ,安徽合肥 230061;
中分辨率成像光谱仪 (M OD IS ) 分别搭载在 TERRA 和 AQUA 卫星上 , 提供准确的海上气溶胶参数 ,其分辨率为 10 km 。董海鹰等 [ 13 ]利用 A ERO 2 N ET地面观测验证了 M OD IS 气溶胶产品在中国近海的适用性。陈本清等 [ 14 ] 利用台湾周边海域内的 A ERON ET和 S KYN ET陆基站点数据对 M OD IS 气溶胶光学厚度进行了有效性验证。M OD IS _C005 数据的气溶胶产品是 M OD IS 新一代产品 [ 15 ] , 其在
中国海域是我国主要的海洋渔业区 , 也是影响我国气候的重要区域 ,弄清该海域气溶胶的分布 ,对于我国国民经济具有重要的意义。该海域气溶胶不仅具有海洋气溶胶的特点 , 而且受到陆源输送的影响 ,具有明显的混合特性。李正强等 [ 5 ]利用多波段太阳辐射计测量黄海海域的气溶胶光学厚度。赵崴等 [ 6 ]研究发现 , 春季无云情况下黄海、东海上空的气溶胶光学厚度在 012～014, 海区上空霾层较厚时测量得到的气溶胶光学厚度明显增大。刘大召等 [ 7 ]通过观测发现南海北部海域气溶胶一天内变化明显 ,最小达 011,最大达 018。

气溶胶光学厚度的计算

气溶胶光学厚度的计算气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，简称AOD）是用来描述大气中气溶胶对太阳辐射吸收和散射的能力的一个重要指标。

它是太阳辐射经过大气中的气溶胶后，相对于没有气溶胶存在时经过大气的损失能量的度量。

在卫星遥感观测方面，常用的卫星包括美国的MODIS、中国的FY系列卫星和欧洲的SENTINEL-5P等。

这些卫星携带的遥感仪器可以获取到大气中的光谱信息，进而计算气溶胶光学厚度。

根据不同的光学特性，可以采用不同的反演算法，如马尔科夫链-蒙特卡洛法（MCMC）等。

这些算法基于气溶胶光学模型，通过卫星观测的光谱信息反演得到气溶胶光学厚度。

另一种常用的方法是地面测量。

地面测量可以通过气溶胶遥感仪器，如光学粒子计数器（OPC）、太阳能光谱仪（SUN）等，来观测气溶胶的光学特性。

这些仪器可以测量大气中气溶胶散射和吸收的强度，从而计算气溶胶光学厚度。

气溶胶光学厚度的计算还可以使用数学模型。

例如，大气辐射模型（例如MODTRAN）可以通过设置不同的气溶胶光学厚度来模拟气溶胶对太阳辐射的影响。

使用这些模型，可以根据模拟结果来推测实际大气中气溶胶的光学厚度。

气溶胶光学厚度的计算还包括数据的预处理和后处理。

预处理包括数据质量控制、大气校正等步骤，以确保得到准确可靠的结果。

后处理则包括气溶胶类型的判别、气溶胶源解析等。

这些步骤的目的是对气溶胶光学厚度的计算结果进行进一步的分析和解释。

总结起来，气溶胶光学厚度的计算是一个复杂的过程，需要借助遥感技术、仪器观测和数学模型等手段。

通过这些方法得到的气溶胶光学厚度数据可以用于大气环境监测、气溶胶模拟和气候变化研究等方面。

南宁太阳总辐射长期变化特征

南宁太阳总辐射长期变化特征周绍毅;苏志;李强【摘要】Based on the solar radiation observation data in Nanning from 1961 to 2009, the characteristics of solar radiation change for recent 49 years were investigated, by using the linear-trend estimate and the Mann-Kendall test.The results show that: 1) The global solar radiation overally showed a weakly decreasing tendency over the 49 years at a rate of 28.9 MJ/m2 per 10 years, with a main decreasing trend in the period 1961-1992, while an obvious increasing trend after 1993.2) The global solar radiation generally decreased in spring, autumn and winter, especially in winter, while it increased weakly in summer.3) The analysis results show that total cloud cover and visibility are the two important factors influencing the variations of global solar radiation in Nanning.%利用南宁气象站1961-2009年太阳辐射观测资料,运用线性倾向估计、M-K突变检验等方法对近49年来太阳辐射变化的主要特征进行了分析.结果表明,近49年来年太阳总辐射呈弱下降趋势,下降突变点为1964年,线性下降速率为28.9(MJ/m2)/10a,其中下降主要发生在1961-1992年,1993年后显著增加;春、秋和冬季太阳总辐射变化趋势和全年相似,夏季则呈弱增加趋势.分析表明,总云量和表征气溶胶多少的能见度是影响太阳总辐射变化的主要气象因子.【期刊名称】《气候变化研究进展》【年(卷),期】2011(007)002【总页数】6页(P123-128)【关键词】太阳总辐射;长期变化;Mann-Kendall检验【作者】周绍毅;苏志;李强【作者单位】广西区气候中心,南宁,530022;广西区气候中心,南宁,530022;广西区气候中心,南宁,530022【正文语种】中文【中图分类】P422.1太阳辐射是地球-大气系统最主要的能量来源，是引起大气运动的根本动力，对天气气候的形成和变化具有决定性作用。

2023年度气溶胶光学厚度

2023年度气溶胶光学厚度
气溶胶光学厚度是气溶胶在大气中的浓度与光线传播距
离的比值，它是大气环境质量的一个重要指标。

本文将介
绍2023年度气溶胶光学厚度的情况。

据统计，全球平均气溶胶光学厚度约为0.1~0.3，其中
人类活动对大气环境产生的影响占到了很大一部分。

2023
年度全球气溶胶光学厚度整体呈上升趋势，特别是发展中
国家和工业化程度较高的地区。

其中，中国东部沿海地区、印度、巴基斯坦、伊朗等国家和地区的气溶胶光学厚度增
长较为明显，其中中国东部沿海地区的气溶胶光学厚度达
到了0.6以上。

导致这种现象的原因不尽相同，但普遍存在的是工业污染、交通尾气排放、大气扰动等因素对气溶胶的影响。

此外，气候变化也对气溶胶光学厚度产生了一定的影响。

近
年来，全球气候异常，洪涝、干旱、台风等极端天气频繁
发生，这都会导致大气环境变化，同时也会对气溶胶光学
厚度产生一定的影响。

针对这种情况，有关部门采取了一系列措施，包括减少
工业排放、加强机动车管理、控制农村散煤等。

同时，气
象科学家也加强了测量和研究工作，依靠遥感技术、数值
模拟技术等手段对气溶胶光学厚度进行精细化测量和分析，以制定更为科学的大气环境保护政策和措施。

总之，2023年度全球气溶胶光学厚度普遍呈上升趋势，但有关部门和气象科学家已经采取了多种措施对气溶胶光
学厚度进行监测和控制，以确保大气环境的质量和人民健
康的安全。