多角度成像光谱辐射仪在大气污染研究中的应用回顾.pdfVIP

中国科学 D 辑 :地球科学 2008 年 第 38 卷 第 3 期 : 384 ~ 396 SCIENCE IN CHINA PRESS 多角度成像光谱辐射仪在大气污染研究中的 应用回顾 ① ② ③ ②* 刘阳 , 陈丹 , Ralph A. Kahn , 贺克斌 ① Harvard University, School of Public Health, Boston, MA 02215, USA; ② 清华大学环境科学与工程系, 北京 100084; ③ Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, Pasadena, CA 91109, USA * 联系人, E-mail: hekb@ 收稿日期: 2007-09-14; 接受日期: 2008-01-02 中国国家高技术研究发展计划(编号: 2006AA06A305)资助, 部分工作得到 Harvard-USEPA 颗粒物健康影响研究中心(编号: R-827353, R-832416)资助 摘要 美国宇航局于1999年底发射的多角度辐射成像光谱仪(MISR)采用了独特的 关键词 多角度观测设计, 将 9 台相机沿卫星航迹方向按照固定角度排列并同时采集反射光. 气溶胶遥感 这种设计使其具备了当前其他星载气溶胶遥感设备不具备的在陆地和海洋上空反演 MISR 多角度成像 包括气溶胶浓度、形状以及组分的多种特性的能力. 由于对细颗粒物非常敏感, MISR 气溶胶光学厚度 为研究区域颗粒物空气质量的时空分布特性提供了新的数据来源. 首先简要介绍 颗粒物 MISR 设备、它的气溶胶反演算法及数据结构, 然后综合论述了目前MISR 气溶胶数 PM2.5 据在空气质量研究方面的应用状况包括在污染事件(例如沙尘、火灾以及城市空气污 PM10 染) 中对颗粒物空间分布的观测. MISR 高质量的气溶胶数据可以作为颗粒物浓度的 大气污染 定量指标, 回顾了目前在估算地面颗粒物浓度方面的研究成果, 介绍了使用MISR 高 级数据对烟尘高度以及颗粒物成份的研究. 由于中分辨率成像光谱仪(MODIS) 的气 溶胶数据在中国有较广泛的使用, 讨论中尽可能的与之进行了比较. 最后总结了 MISR 数据在空气质量研究中的优点与不足. 相信MISR 反演的丰富的高度定量化的 气溶胶数据对研究中国空气质量问题具有很大的应用价值. 大气颗粒物是由悬浮于大气中的固-液多种粒子 相关性要更加确定和明显 [3]. 更加重要的是, 似乎不 组成的粒径、形状和化学组成各异的复杂体系. PM10, 存在PM2.5 对人体健康产生影响的浓度阈值下限; 在 又称可吸入颗粒物, 是指空气动力学直径小于 10 μm 美国大型城市典型PM2.5 浓度条件下, 均发现了PM2.5 [4] 的颗粒物, 它可以引起死亡率增高和呼吸系统疾 对人体健康影响的相关关系 . 因此在1997年, 美国 病 [1,2]; 其中的细模态粒子PM2.5, 即空气动力学直径 环境保护署(United States