由美国国家航空航天局开发的《现代研究与应用回顾分析》第2版再分析数据集提供了覆盖全球的宝贵气溶胶组分资料（MERRAero），我国由于缺乏长期连续的气溶胶组分观测，目前对于MERRAero再分析气溶胶组分数据依旧缺乏完整的评估结果。本研究采用了世界气象组织全球大气观测计划在我国中东部地区设立的大气背景站——金沙和临安两个站点（图1）长达5年的PM₁₀质量浓度和气溶胶组分常规采样观测数据，全面评估了MERRAero再分析数据中硫酸盐（SO₄²⁻）、有机碳（OC）、黑碳（BC）和由组分数据重构的PM₁₀浓度的模拟效果。结果表明，MERRAero中SO₄²⁻、OC、BC、PM₁₀与观测数据相比整体一致性较好，在研究时段中MERRAero的BC组分存在轻微且持续的高估，而对PM₁₀浓度存在较为明显的低估；MERRAero再分析数据对气溶胶各组分的模拟在整体上表现为夏季优于冬季（图2）；由于MERRAero缺乏硝酸盐（NO₃⁻）的组分数据，因此在利用MERRAero气溶胶组分数据重构PM₁₀时考虑NO₃⁻能够显著提高PM₁₀的重构效果；采用基于不同时间尺度（年、月和日）的观测NO₃⁻/SO₄²⁻比值反演出MERRAero NO₃⁻浓度均对最终的PM₁₀浓度重构具有显著提高效果（图3）。

图1. 我国中东部2011-2020年平均气溶胶浓度分布和两个大气背景观测站临安、金沙的位置图。

图2. 观测(黑线)和MERRAero再分析资料（红线）的(a) OC、(b) SO₄²⁻,、(c) BC、(d) PM₁₀在临安（实线）和金沙（虚线）站点的季节分布图。

图3. 观测与MERRAero再分析资料在(a)临安和(b)金沙站点的PM₁₀ (μg m⁻³)浓度分布散点图。其中，不考虑硝酸根离子(NO₃⁻)的MERRAero PM₁₀重构数据用灰色散点表示，基于不同时间分辨率（年、月和日）的观测NO₃⁻/SO₄²⁻浓度比值改进的MERRAero PM₁₀重构数据分别用浅粉色、粉色和红色代表，虚线代表的是y=x.

上述研究成果已在Remote Sensing上发表。该研究得到国家重大研发计划项目（2017YFC1501702; 2019YFC0214604），国家自然科学基金项目（41830965; 42075186; 91644223）的联合资助。第一作者为博士研究生马晓丹，通讯作者为颜鹏研究员。

文章信息：

Ma, X.; Yan, P.; Zhao, T.; Jia, X.; Jiao, J.; Ma, Q.; Wu, D.; Shu, Z.; Sun, X.; Habtemicheal, B.A. Evaluations of Surface PM₁₀ Concentration and Chemical Compositions in MERRA-2 Aerosol Reanalysis over Central and Eastern China. Remote Sensing. 2021, 13, 1317, https://doi.org/10.3390/rs13071317.

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https://doi.org/10.3390/rs13071317