基于地基遥感观测的青藏高原东缘MODISAOD产品适用性评估

游颖畅

大气气溶胶光学特性及其辐射效应是全球气候变化以及区域大气环境污染研究领域中的一个热点问题，国内外学者均对此开展了大量的研究工作。青藏高原作为世界屋脊，其大气气溶胶光学辐射特性的变化对区域乃至全球气候变化具有明显的调节作用。青藏高原被周边亚洲人为排放所包围，受到南亚和我国中东部污染地区气溶胶传输的影响，青藏高原大气气溶胶的热力强迫作用对天气气候和大气环境有重要的影响。

目前对于青藏高原地区气溶胶光学特性的分析多是利用卫星反演的气溶胶光学特性数据。但是卫星反演的气溶胶光学特性参数会受到地表反照率和地形起伏条件的影响。因此,本研究利用CE-318型太阳光度计对青藏高原东缘地区的气溶胶光学特性参数进行了为期一年的地基观测。利用青藏高原东缘地区地面观测得到的气溶胶光学厚度（AerosolOpticalDepth， AOD）数据，对三种不同的MODIS卫星反演AOD产品在青藏高原东缘地区的适用性进行了评估，为MODIS卫星的气溶胶遥感产品在青藏高原东缘地区乃至整个青藏高原的应用提供了一定的科学依据。

从整体上看，MODIS卫星基于深蓝算法反演的10km分辨率AOD产品（MODIS_L2_DB）低估了青藏高原东缘地区的AOD，当AOD较小时，MODIS_L2_DB的反演数据与地基观测结果的偏差较小，但其误差会随着AOD的增加而增大。MODIS卫星反演的3km分辨率AOD产品（MODIS_3K）与基于暗元算法反演的10km分辨率AOD产品（MODIS_L2_DT）总体上高估了青藏高原东缘地区的AOD，当AOD在0.04~0.06区间时，3km分辨率的AOD产品与地面观测值基本一致。对于MODIS卫星反演的3km分辨率AOD产品来说，其在一定误差范围内可以反映青藏高原东缘地区AOD的变化趋势。但若要利用该数据对青藏高原东缘地区的AOD进行进一步较为精确的监测分析时，则需要对该反演数据进行订正处理。

上述研究成果已发表于AtmosphericEnvironment。本研究得到了国家重大研发项目（2016YFC0203304），国家自然科学基金（91544109,91644223和91744209）以及公益性行业（气象）科研专项（GYHY201406001）的资助。文章第一作者为研究生游颖畅, 通讯作者为赵天良教授.

图1、太阳光度计观测数据与MODIS 光学厚度产品 (a) MODIS_3K、(b) MODIS_L2_DT和 (c) MODIS_L2_DB 的比对分析。图中黑色虚线为理想的 1:1 线，蓝色虚线为MODIS 反演光学厚度的期望误差包络线，红色实线为拟合曲线。

图2、不同AOD情形下MODIS反演AOD产品与地基太阳光度计观测结果的误差比较

文章信息：

You,Y., Zhao,T., Xie,Y., Zheng,Y., Zhu,J., Xia,J., Cao,L., Wang,C., Che,H., Liao,Y., Duan,J., Zhou,J., Zhou,X., 2020, Variation of the aerosol optical properties and validation of MODIS AOD products over the eastern edge of the Tibetan Plateau based on ground-based remote sensing in 2017. Atmos. Environ. 223, 117257

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117257