2001―2018年廣東省氣溶膠參數的時空變化特征

劉艷群，張 驥，龐古乾，呂晶晶，張 羽

2001―2018年廣東省氣溶膠參數的時空變化特征

劉艷群1，張 驥2，龐古乾3，呂晶晶4，張 羽3

（1. 廣東省韶關市氣象局，廣東 韶關 512026；2. 廣東省鶴山市氣象局，廣東 鶴山 529700；3. 廣東省氣候中心，廣東 廣州 510640；4. 南京信息工程大學氣象災害省部共建教育部重點實驗室，江蘇 南京 210044）

【】分析廣東地區氣溶膠光學厚度（AOD）、細粒子光學厚度（FAOD）以及細粒子消光比例（FMF）的總體分布和長期變化特征。基于2001―2018年MODIS/AQUA Level-2 3 km氣溶膠產品，采用線性趨勢分析研究氣溶膠參數的時空變化特征。廣東AOD呈南高北低分布特征，珠三角、汕頭和湛江為高值區；2001―2018年，AOD總體呈下降趨勢，2015年之后尤為明顯，但三個高值區有部分地區呈小幅增加趨勢。AOD春夏季高于秋冬季，春季最大，冬季最小；四季AOD總體均呈震蕩下降趨勢，8、9和10月下降趨勢最顯著。廣東地區FAOD呈西高東低特征，其高值中心在珠三角，區域平均FAOD呈先增后降的變化趨勢；春夏季FAOD明顯高于秋冬季，夏季最高，冬季最低，且存在東西部差異，夏秋季有顯著下降趨勢，7―9月下降速度較快，冬春季無顯著變化趨勢。FMF的分布與地形密切相關，高海拔山區為FMF高值區，粵北山區最高，珠三角和汕頭地區相對較小；FMF有逐年增加趨勢，2016―2018年增加趨勢明顯；FMF夏季最高，秋季次之，冬季最低，9月最大，1月最低。2001―2018年，在年、季度、月多個時間尺度上，珠三角始終為AOD和FAOD顯著高值區，AOD和FAOD呈先增加后減小的變化趨勢，2004―2007年為AOD最大時期，FAOD在2012年最大，2015―2018年AOD和FAOD均最小，但FMF呈上升趨勢，尤其是2015年之后，增加尤為顯著。2001―2018年，無論是整個廣東省還是珠三角，FAOD和AOD總體均呈先升后降變化趨勢，與廣東省開展大氣污染防治，嚴格執行空氣質量監管等措施密切相關，但FMF近幾年呈上升趨勢，未來廣東大氣污染治理中需重點控制細顆粒物排放。

氣溶膠；氣溶膠光學厚度；細粒子光學厚度；細粒子消光比例；時空特征；廣東省

氣溶膠是指液體或固體微粒均勻地分散在氣體中形成的相對穩定懸浮體系。氣溶膠微粒的動力學直徑為0.002～100 μm，雖在大氣中含量較少，卻通過多種方式對氣候產生顯著影響[1-5]，還與臭氧層破壞、酸雨形成等其他環境問題密切相關[6-8]，是大氣污染的重要組成部分。氣溶膠光學厚度 (AOD) 指在垂直方向上氣溶膠消光系數的積分，用來描述氣溶膠對光削減能力的強弱，是研究氣溶膠的重要參數，可用來表征大氣渾濁度或氣溶膠總含量，有效反映區域空氣污染程度[9]。灰霾期間氣溶膠以細粒子為主[10-13]，細粒子氣溶膠光學厚度 (FAOD) 占總光學厚度 (AOD) 的比例即氣溶膠細模態比例 (FMF) 是估算直接輻射強迫和評估細顆粒物污染的重要參數[14-15]，大氣中的細粒子氣溶膠主要來自人為的礦物質和生物質燃燒，因此，對細粒子氣溶膠FAOD和FMF的研究有助于了解大氣狀況，在一定程度上有助于識別氣溶膠的人為源。

目前，已有較多關于氣溶膠的研究。許秀玲[16]研究了2000―2010年氣溶膠光學厚度和細粒子比例的時空變化特征，并把氣溶膠劃分成五種類型，分析氣溶膠分布特征的原因。李曉靜等[17]利用MODIS數據研究了2003―2014年全球AOD變化，指出中國華北南部、黃淮、江淮、江漢地區，四川盆地為全球AOD極端高值區，中國東部AOD年平均值大于0.5的區域為主要霾天氣區。關佳欣等[18]研究了我國中、東部主要地區氣溶膠光學厚度的分布和變化，景悅等[19]分析了2010―2016年京津冀地區AOD特征。陳本清等[20]認為，中國臺灣海峽沿岸多年平均AOD呈帶狀分布，且隨離岸距離增大呈指數降低的空間分布特征，AOD春季高，冬季略高于秋季，夏季低。李愷霖等[21]認為，東南沿海AOD 3月最大，6月最小；春季最大，夏秋季小。黎麗莉[22]研究了廣東省2010―2012年氣溶膠時空變化，認為氣溶膠高值區分布在廣東省中部的珠三角地區和東部的潮州、汕頭等城市，低值區則位于北部的山地和丘陵地區；季節變化為春夏季高，秋冬季低。張磊等[23]研究了2001、2007、2013年廣東AOD時空分布特征，認為廣東AOD呈先升后降趨勢，春季最大，經濟發達地區較大，珠三角地區呈現成片高值區。范萌等[24]認為，2000―2013年期間珠三角地區AOD和FAOD的最高值通常分別出現在春季和秋季，最低值則通常出現在冬季，珠三角地區AOD總體呈降低趨勢，而FAOD則呈逐年增加趨勢。

廣東是中國光、熱和水資源最豐富地區之一，隨著經濟的高速發展，大氣污染物排放量劇增，廣東的大氣環境問題越來越突出[25-26]，給人體健康和生態環境造成嚴重危害，研究廣東氣溶膠變化特征有重要意義。但近年來，廣東氣溶膠全面研究較少，且所用氣溶膠數據資料多為AOD資料，研究時段較短，筆者擬用2001―2018年MODIS/AQUA Level-2 3 km氣溶膠產品分析廣東AOD、FAOD、FMF的總體分布和長期變化特征，為廣東地區大氣環境治理提供科學依據。

1 資料與方法

所用數據為逐日MODIS/AUQA Level 2氣溶膠產品，其空間分辨率為3 km，包括AOD和FMF產品；數據時間范圍為2001―2018年；區域范圍為109.64°E―117.20°E，20.22°N―25°N；季節劃分標準為：12―2月為冬季、3―5月為春季、6―8月為夏季、9―11月為秋季。為便于統計，先將逐日數據處理成月平均值，并確保每月有十日以上有效數據，進而統計各季節和年平均值。利用FMF和AOD的關系，可計算FAOD：FAOD = AOD×FMF。

2 結果與分析

2.1 廣東省AOD變化特征

2.1.1 年平均AOD變化 廣東地區AOD呈現山區低平原高、北部低南部高的空間分布特征（圖1），陸地上空平均AOD為0.52，空間標準差為0.15。其中，低值區主要分布在各大山脈，如北部瑤山、大庾嶺，西部云霧山，東部蓮花山脈和九連山脈等，平均AOD在0.2以下。AOD高值區主要分布在珠三角地區、汕頭地區和湛江東部沿海地區。其中，珠三角地區AOD最高，1.0以上的高值區范圍最廣，區域平均AOD為0.78，空間標準差為0.21。珠三角AOD高值區主要位于佛山市中部高明區和順德區、珠海市南部金灣區，平均在1.0以上。

區域平均AOD呈先增后減的變化（圖2a），但總體呈線性下降趨勢，年下降率為–0.008/a，通過了值顯著性檢驗（= 0.02），其中2004年平均AOD最大，為0.64；其次為2012年，約為0.6；2018年平均AOD最低，為0.36。2005年前，AOD增長迅速，區域平均增長0.18，比2001年增加39%；2005―2014年，AOD有所回落，但仍保持在高位，平均約0.55；2015年以來，AOD下降迅速，2018年比2014年下降約0.2，降幅達36%。2001―2018年廣東AOD的年變化率大部分地區呈現下降趨勢（圖2b），且西部下降多于東部，其中下降最顯著區域位于肇慶和清遠。珠三角地區的AOD在南部區域主要為下降趨勢，但廣州南部、佛山和中山的部分區域有明顯上升。另外兩個AOD上升區分別位于汕頭和揭陽交界區和湛江的中東部沿海地區。珠三角AOD變化趨勢與整個廣東基本一致，2001―2003年呈現顯著增加趨勢，2004―2007年為AOD最大時期，高值區（AOD > 1.0）范圍最廣，區域平均AOD接近0.9，高值中心佛山中部和中山北部平均AOD在1.2以上。2008―2014年（2012年除外），珠三角高值區域范圍略縮小，強度減弱，區域平均為0.75；2015年以來，珠三角平均AOD比高峰時期（2004―2007年）下降超0.3以上，降至0.55。

2.1.2 季節平均AOD變化 受季風影響，廣東AOD變化呈顯著的季節特征，春夏季高于秋冬季(圖3)，春季最大，冬季最小。全國不少地區AOD春季最高[28-29]，主要由于春季氣象條件不利于污染物擴散。春季AOD高值區出現在珠三角、茂名南部、湛江東部和汕頭，整體上廣東西部高于東部。夏季AOD高值區面積比春季顯著減小，尤其湛江和茂名下降明顯，但珠三角AOD高值中心較春季有所增加。秋季AOD比春夏季顯著下降，尤其是珠三角高值區，其范圍和強度均大幅下降，AOD > 1.0的區域面積約為春夏季的1/5。冬季AOD最小，基本無1.0及以上的區域，珠三角冬季AOD平均為0.6～0.7。

各季度區域平均AOD總體呈震蕩下降趨勢。春季AOD以2014年最大（0.94），2017年最小（0.5）；2014年前呈增加趨勢，之后呈下降趨勢。夏季AOD以2006年最大（0.75），2013年最低（0.36）。秋季AOD 2006年最大（0.66），之后呈下降趨勢，2018年最低（0.27）。冬季AOD 2008年前保持相對高位，之后呈下降趨勢，2007年最大（0.55），2015年最小（0.28）。2015―2018年，四季AOD均處于最低位。

圖1 2001―2018年平均氣溶膠光學厚度

圖2 研究區域陸地上空AOD年均值的逐年變化和年變化率的空間分布

a. 春Spring；b. 夏Summer；c. 秋Autumn；d. 冬Winter

2.1.3 月平均AOD變化 圖4表明，2001―2018年逐月空間分布以3、4月平均AOD最大，超過0.7，且AOD空間分布差異也最大。11、12月區域平均AOD和空間標準差均最小。總體上，廣東西部AOD超過東部，珠三角始終是高值區，汕頭地區在3、4、8月也明顯偏高（> 1.0），湛江地區在3、4月也較高。從3―10月，珠三角地區始終存在AOD > 1的高值區，高值區范圍4月最大，10月最小。

區域平均AOD在3―4月略有增加趨勢，其他各月均為下降趨勢。8―10月下降最顯著，年下降率分別為0.014、0.018、0.016，均通過信度水平為0.05的顯著性檢驗。此外，1、5、11、12月下降趨勢通過信度水平為0.10的顯著性檢驗，年下降率為0.008～0.010，其他月份下降趨勢未通過顯著性檢驗。

2.2 廣東省細粒子光學厚度（FAOD）變化特征

2.2.1 FAOD年變化特征 2001―2018年區域平均FAOD為0.39，空間標準差為0.08，空間差異性小于AOD。廣東東部FAOD總體上低于西部（圖5），珠三角地區為FAOD高值區，平均0.46，空間標準差為0.12，珠三角高值中心在中山市西北部、佛山市西樵鎮、東莞沙田鎮，均高于0.7；汕頭地區FAOD也相對較高，是廣東東部區域高值中心。

圖5 2001―2018年FAOD年平均分布

2001―2018年區域FAOD平均值亦呈先增后降的變化趨勢（圖6a），總體呈顯著下降趨勢，年下降率為–0.004/a，通過了檢驗的顯著性檢驗（= 0.05），2004―2006年為第1次高值期，然后呈下降趨勢，至2010年平均下降約0.1；但之后逐漸上升，至2012年增至最高，區域平均約為0.46；2012年之后呈顯著下降趨勢，至2018年總體下降約0.15。珠三角FAOD的變化與整個區域的變化趨勢基本一致，2001―2003年在0.45以下，2004―2008年為第1次高值期，普遍在0.5以上，2009―2011為低值期，2010年僅0.38，為近18 a最低值，2012年反彈沖高，達到0.57，為近18 a最高值；2015年之后顯著下降，2015―2018年平均約為0.4。

年平均FAOD線性趨勢的空間分布（圖6b）顯示，大部分地區FAOD略有下降，其中東部地區下降相對較多，而珠三角部分地區增加趨勢較為顯著，其次為汕頭地區和湛江地區。

圖6 研究區域陸地上空FAOD年均值的逐年變化和年變化率的空間分布

2.2.2 FAOD季節變化特征 季節平均FAOD春夏季明顯高于秋冬季（圖7），其中夏季FAOD最高，冬季最小。FAOD空間分布存在差異性，春季和秋季均為西部FAOD明顯高于東部，而夏季和冬季的東西部差異較小。春夏秋三個季節，珠三角FAOD是廣東省的高值中心，珠三角夏季FAOD普遍在0.7以上，春季僅少數地區超過0.7，秋冬季FAOD較春夏季顯著減小，尤其冬季普遍在0.4以下。

區域平均FAOD以夏季和秋季的下降趨勢顯著（圖8），年下降分別為0.010和0.007，其線性趨勢均通過顯著性水平為0.05的信度檢驗。春季和冬季總體無顯著年變化趨勢。春、夏、秋和冬季平均FAOD分別為0.47、0.53、0.38和0.28，夏季最高，冬季最小；春季高FAOD出現在2013―2015年，最高值在2014年，平均約為0.70；低值出現在2001、2004―2006年，最低在2001年，平均約為0.35。夏季高FAOD出現在2004―2006年，最高值在2006年，平均為0.75；低值在出現2016―2018年，2018年最低，約為0.40。秋季高FAOD出現在2004―2006年，2006年最高，約為0.50；低值出現在2016―2018年，2018年最低，為0.25。冬季總體無明顯差異。各季，珠三角FAOD與全區域FAOD變化均一致。

圖7 季節平均FAOD的空間分布

圖8 研究區域陸地上空季節平均FAOD的逐年變化

2.2.3 FAOD月變化特征 2001―2018年8月平均FAOD最高（圖9），為0.56；12月FAOD最低，為0.26。此外，4月平均FAOD也較大，為0.54，且東西部差異也較大。總的來看，4、6―8月FAOD較大，平均值均在0.5以上，區域間差異也大；11、12和1月FAOD較小，平均低于0.3，區域間差異也小；廣東西部FAOD總體高于東部。1―12月，珠三角基本上是FAOD的高值區，8月珠三角FAOD最大，普遍在0.7以上，但11月至次年2月，珠三角與廣東其他地區的地區差異較小。

大部分月份FAOD呈下降趨勢，其中7―9月下降速度較快，年下降率分別為0.012、0.010、0.014，8―9月線性趨勢通過顯著性水平為0.05的檢驗，7月線性趨勢通過顯著性水平為0.10的檢驗。此外，4月呈增加趨勢，年增長0.014，通過顯著性水平為0.10的檢驗。其他月份變化趨勢均未通過顯著性檢驗。

2.3 廣東省細粒子比例（FMF）變化特征

2.3.1 FMF年變化特征 2001―2018年平均FMF的分布與地形密切相關（圖10a），高海拔山區為FMF的高值區，粵北山區FMF最高，約為0.9～1.0；陸地上空平均FMF為0.78，空間標準差為0.15。而珠三角和汕頭FMF是相對小值區，珠三角平均FMF為0.61，空間標準差為0.14。區域平均FMF有逐年增加趨勢（圖10b），總體呈線性增加趨勢，年增加率為0.007/a，通過了顯著性= 0.058的檢驗，尤其是2016―2018年FMF顯著高于之前年份，最大值出現在2016年，為0.97。FMF最小值出現在2010年，為0.68。2003―2014年平均FMF為0.7～0.8，2015年后FMF快速增加，主要增加區域位于粵北、粵西南和粵東，其中粵北增加最顯著。FMF變化與AOD、FAOD不同，在2003―2014年，FMF基本維持在低位，而AOD和FAOD則為高值區。珠三角地區FMF在2015年前變化趨勢也不顯著，大部分年份為0.55 ~ 0.65，其中2010年最低，為0.50；2015年開始顯著增加，2016和2018年都達0.75。無論是全區域還是珠三角，雖然AOD和FAOD均有明顯下降，但FMF卻顯著上升。可見，雖然污染總量受到控制，但細粒子污染比例上升。

圖10 2001—2018年平均FMF的空間分布和區域平均FMF的逐年變化

2.3.2 FMF季節變化特征 季節平均FMF以夏季最高（圖11），秋季次之，冬季最低。夏季，除珠三角區域外，其他絕大部分地區FMF高于0.8。秋季，珠三角和粵東地區FMF比夏季明顯下降，粵北山區依然為FMF高值區，汕頭和湛江地區FMF也顯著下降。冬季，FMF下降至四季最低，其中，珠三角地區下降最多，比夏季下降約0.2；汕頭和湛江地區也較明顯；粵西和粵北地區FMF比秋季顯著降低。至春季，廣東大部分地區FMF比冬季有所上升，其中粵西地區上升速度高于粵東。

2.3.3 FMF月變化特征 2001―2018年月平均FMF在7、8、9月較大（圖12），均超過0.8，其中9月最大，達0.87。1月FMF最低，平均為0.59。2、3月FMF均為0.6～0.7，其他月份（4―6、10―12月）的區域平均FMF均為0.7～0.8。從地理分布特征來看，粵北地區各月均為FMF高值區，其中心在瑤山一帶；低值中心在珠三角一帶，其平均值常年在0.7以下。FMF分布變化特征與廣東的地理特征和季節氣候特征密切相關，粵北地區多為山地，較好的植被有利于細粒子產生，此外，夏季的高溫高濕條件，有利于氣-粒轉化[30]，導致夏季月份細粒子比例在全省較高。

圖11 季節平均FMF的空間分布

圖12 平均FMF的逐月分布

續圖12（Continued）

3 討論

2001―2018年，在年、季度、月多個時間尺度上，廣東地區AOD均呈山區低平原高、北部低南部高的分布，FAOD呈現西高東低特征，珠三角始終為AOD和FAOD顯著高值區，說明在過去18年來，社會經濟發展帶來的污染是AOD和FAOD顯著升高的根本原因。區域平均FAOD和AOD均呈先升后降的變化趨勢，總體均呈顯著的線性下降趨勢，AOD以2004年最大，其次是2012年，FAOD以2012年最大，2004―2006年為次高值期，AOD和FAOD均從2015年開始顯著下降，2013年以后，隨著AOD和FAOD的下降，廣東省空氣質量也逐年好轉，21個地市PM2.5均逐年下降，平均年下降率2.51 μg/m3，廣東第一批開展PM2.5監測的9個重點城市（東莞、惠州、珠海、肇慶、廣州、佛山、深圳、江門、中山），2018年年均PM2.5濃度較2013年平均下降56.8%，下降最明顯的是中山，下降72.0%，最不顯著的是東莞，僅下降36.6%，2014年開始開展PM2.5監測的另外12個城市，2018年年均PM2.5濃度較2014年的平均下降41.9%，下降最明顯的是潮州，下降84.5%，最不顯著的是云浮，僅下降5.4%；廣東省環境空氣質量自2015年起連續四年整體達標，說明廣東省從“十二五”開始全面開展大氣污染防治，建立區域聯防聯控工作機制，積極調整區域產業、能源結構，從源頭上減少和控制大氣污染物的產生，這些措施成效非常顯著。如繼續改善大氣環境，須長期、持續地采取防、控、管、治多方面結合的大氣復合污染綜合控制策略。廣東FMF呈顯著的線性增加趨勢，尤其2016―2018年顯著增加，主要增加區域位于粵北、粵西南和粵東，其中粵北增加最顯著，說明雖然整體AOD和FAOD呈降低趨勢，但細粒子的比例卻呈增加趨勢，因此廣東未來大氣污染治理需密切注意控制細粒子。

2001―2018年，珠三角多年平均AOD和FAOD高值核心區主要在佛山市中部高明區和順德區、珠海市南部金灣區，平均在1.0以上，AOD和FAOD均為春夏季較秋冬季高，呈先增加后減小的變化趨勢，2000―2013年的變化趨勢與范萌等[24]的研究結果基本一致，由于本研究使用的是空間分辨率為3 km的資料，可細分珠三角高值核心區；2014年的AOD和FAOD雖有所反彈，但是2015年開始大幅下降，2015―2018年，珠三角AOD和FAOD均處最低位。FMF在2015年以前的變化趨勢并不顯著，2015年之后，FMF總體上升，因此珠三角大氣污染治理中亦需重點控制細顆粒物排放。

四季中，廣東AOD和FAOD春夏季均高于秋冬季，其中AOD春季最大、冬季最小，主要是由于春季的靜穩天氣形勢較多，大氣層結穩定，地面風速較小，污染物擴散能力差，同時高濕度等天氣也不利于污染物擴散，顆粒物濃度會積累增高。夏季廣東的AOD高值區域面積雖比春季顯著減小，但遠高于秋冬季，可能是由于夏季濕度高于秋冬季，吸濕性氣溶膠粒子吸濕增長會使AOD增大，另外夏季光化學作用也會導致AOD增加[31]。3―4月AOD和4月FAOD均呈增加趨勢，表明3―4月整體大氣環流形勢越來越不利于污染物擴散，需重點加強大氣污染防治。風場季節性變化影響著氣溶膠的空間分布，春夏季偏南風將珠三角高濃度氣溶膠向粵北輸送，秋冬季偏北風將粵北清潔空氣輸送至南部，因此廣東AOD和FAOD均呈春夏季高于秋冬季的分布特征。降水率對廣東AOD的時空分布有顯著影響，兩者相關系數為-0.58，存在顯著的反相關關系，表明雨水對氣溶膠有著明顯的清除作用，因此在重污染天氣期間，可加大人工增雨作業頻次，增加降雨量和加大降雨強度，以緩解重污染天氣。

4 結論

1）近18 a，廣東地區AOD呈南高北低分布，珠三角、汕頭和湛江為高值區；AOD總體呈顯著的線性下降趨勢，2015年之后尤為明顯，但三個高值區有部分地區呈小幅增加趨勢。AOD春夏季高于秋冬季，其中春季最大、冬季最小；四季AOD總體都呈震蕩下降趨勢；各月中，8―10月呈顯著下降趨勢，3―4月呈弱上升趨勢。

2）廣東地區FAOD呈現西高東低特征，與地形分布關系密切，其高值中心在珠三角；FAOD呈先增后降趨勢，總體呈顯著的線性下降趨勢。FAOD在春夏季明顯高于秋冬季，夏季FAOD最高，冬季最小，且存在東西部差異；夏秋季有顯著下降趨勢，其中7―9月下降速度較快，冬春季無顯著變化。

3）FMF分布與地形密切相關，高海拔山區為FMF高值區，粵北山區最高，珠三角和汕頭地區相對較小；FMF呈顯著的線性增加趨勢，尤其是2016―2018年；FMF夏季最高，秋季次之，冬季最低。FMF 9月最大，1月最低。

4）近18 a，在年、季度、月多個時間尺度上，珠三角始終為AOD和FAOD顯著高值區，AOD和FAOD呈先增加后減小的變化趨勢，2004―2007年為研究期內AOD最大時期，FAOD在2012年最大，2015―2018年AOD和FAOD均最小，但FMF呈上升趨勢，尤其是2015年之后，增加尤為顯著。

[1] 王明星, 張仁健. 大氣氣溶膠研究的前沿問題[J]. 氣候與環境研究, 2001, 6(1): 119-124.

[2] 毛節泰, 張軍華, 王美華. 中國大氣氣溶膠研究綜述[J]. 氣象學報, 2002, 60(5): 625-634.

[3] HUANG J P, WANG T H, WANG W C, et al. Climate effects of dust aerosols over East Asian arid and semiarid regions[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2014, 119(19): 11398-11416.

[4] CHOOBARI O A, ZAWAR-REZA P., STURMAN A. The global distribution of mineral dust and its impacts on the climate system: A review[J]. Atmospheric Research, 2014, 138:152-165.

[5] LI Z Q, LAU W K M, RAMANATHAN V, et al. Aerosol and monsoon climate interactions over Asia[J]. Reviews of Geophysics, 2016, 54(4): 866-929.

[6] 湯潔, 徐曉斌, 巴金, 等. 近年來京津地區酸雨形勢變化的特點分析: 氣溶膠影響的探討[J]. 中國科學院研究生院學報, 2007, 24(5): 667-673.

[7] 劉俊卿, 強德厚, 王敏. 近年來我國大氣氣溶膠對酸雨影響的研究進展[J]. 西藏科技, 2007(4): 56-58.

[8] 李佳慧, 劉紅年, 王學遠, 等. 蘇州城市氣溶膠和臭氧相互作用的觀測分析[J]. 環境監測管理與技術, 2019, 31(1): 29-33.

[9] 劉浩, 高小明, 謝志英, 等.京津冀晉魯區域氣溶膠光學厚度的時空特征[J]. 環境科學學報, 2015, 35(5): 1506-1511.

[10] WANG Z Z, LIU D, WU D C, et al. Aerosol optical and radiative properties observed by Lidar and sky-radiometer during a haze episode over Hefei [C] // 第七屆亞洲氣溶膠會議論文集. 北京: 中國顆粒學會氣溶膠專業委員會, 2011.

[11] CHE H, XIA X, ZHU J, et al. Column aerosol optical properties and aerosol radiative forcing during a serious haze-fog month over North China Plain in 2013 based on ground-based sunphotometer measurements[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2013, 14(4): 2125-2138.

[12] HE Q S, ZHAO X Y, LU J, et al. Impacts of biomass-burning on aerosol properties of a severe haze event over Shanghai[J]. Particuology, 2015, 20(3): 52-60.

[13] LIU Z, HU B, ZHANG J K, et al. Characteristics of aerosol size distributions and chemical compositions during wintertime pollution episodes in Beijing[J]. Atmospheric Research, 2016, 168: 1-12.

[14] CHRISTOPHER S A, ZHANG J L, KAUFMAN Y J, et al. Satellite-based assessment of top of atmosphere anthropogenic aerosol radiative forcing over cloud-free oceans[J]. Geophysical Research Letters, 2006, 33(15): L15816.

[15] RAGHAVENDRA KUMAR K, NARASIMHULU K, BALAKRISHNAIAH G, et al. Spatial heterogeneities in aerosol properties over Bay of Bengal inferred from ship-borne and MODIS observations during ICARB-W cruise campaign: Implications to radiative forcing[J]. Atmospheric Environment, 2011, 45(2): 404-412.

[16] 許秀玲. 基于MODIS產品的中國陸地氣溶膠時空特征分析[D]. 南京: 南京師范大學, 2012.

[17] 李曉靜, 高玲, 張興贏, 等. 衛星遙感監測全球大氣氣溶膠光學厚度變化[J]. 科技導報, 2015, 33(17): 30-40.

[18] 關佳欣, 李成才. 我國中、東部主要地區氣溶膠光學厚度的分布和變化[J]. 北京大學學報(自然科學版), 2010, 46(2): 185-191.

[19] 景悅, 孫艷玲, 付宏臣, 等. 2010-2016年京津冀AOD時空變化及其影響因子分析[J]. 環境科學與技術, 2018, 41(8): 104-113.

[20] 陳本清, 楊燕明. 臺灣海峽及周邊海區氣溶膠時空分布特征的遙感分析[J]. 環境科學學報, 2008, 28(12): 2597-2604.

[21] 李愷霖, 張春桂, 王宏, 等. 基于葵花-8衛星的東南沿海氣溶膠時空分布及其變化[J]. 應用海洋學學報, 2019, 38(3): 318-328.

[22] 黎麗莉. 廣東氣溶膠光學厚度及穗深空氣污染物時空特征和影響因素研究[D]. 廣州: 中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所), 2015.

[23] 張磊, 江洪, 陳誠, 等. 廣東省MODIS氣溶膠光學厚度時空分布及其影響因素[J]. 地理空間信息, 2017, 15(1): 46-49.

[24] 范萌, 張勝敏, 陳良富, 等. 珠三角地區長時間序列氣溶膠時空變化特征分析[J]. 遙感學報, 2016, 20(6): 1413-1423.

[25] ZHANG Y H, HU M, ZHONG L, et al. Regional integrated experiments on air quality over Pearl River Delta 2004 (PRIDE-PRD2004): overview[J]. Atmospheric Environment, 2008, 42(25): 6157-6173.

[26] ZHENG J Y, ZHANG L J, CHE W W, et al. A highly resolved temporal and spatial air pollutant emission inventory for the Pearl River Delta region, China and its uncertainty assessment[J]. Atmospheric Environment, 2009, 43(32): 5112-5122.

[27] 魏鳳英. 現代氣候統計診斷與預測技術[M]. 北京: 氣象出版社, 1999: 43-45.

[28] 胡俊, 鐘珂, 亢燕銘, 等. 新疆典型城市氣溶膠光學厚度變化特征[J]. 中國環境科學, 2019, 39(10): 4074-4081.

[29] 趙仕偉, 高曉清. 利用MODIS C6數據分析中國西北地區氣溶膠光學厚度時空變化特征[J]. 環境科學, 2017, 38(7): 2637-2646.

[30] 劉璇, 朱彬, 關學鋒, 等. 華東地區氣溶膠分布和變化特征研究[J]. 沙漠與綠洲氣象, 2017, 11(1): 11-21.

[31] 段婧, 毛節泰. 長江三角洲大氣氣溶膠光學厚度分布和變化趨勢研究[J]. 環境科學學報, 2007, 27(4): 537-543.

Spatial and Temporal Variation Characteristics of Aerosol Parameters in Guangdong Province in the Past 18 Years

LIU Yan-qun1, ZHANG Ji2, PANG Gu-qian3, LYU Jing-jing4, ZHANG Yu3

（1.,512026,; 2.,,529700,; 3.,510640,; 4.,,210044,）

To study the influence of the overall distribution and long-term variation characteristics of aerosol optical depth (AOD), fine mode aerosol optical depth (FAOD) and aerosol fine mode fraction (FMF) in Guangdong, and analyze the relationship between the distribution characteristics of conventional meteorological fields and the distribution of aerosols.The study was based on TMODIS/ AQUA Level-2 3 km aerosol products from 2001 to 2018, using linear trend analysis.The AOD in Guangdong is high in the South but low in the north. The major high AOD level areas are Pearl River Delta, Shantou and Zhanjiang; The overall trend of AOD is declining, especially after 2015, but some parts of the three high values areas show a slight increasing trend. The AOD in spring and summer is higher than that in autumn and winter, with the highest levels in spring and the smallest in winter; AOD in the four seasons showed an overall downward trend of concussion, of which August, September and October showed the most significant downward trend. In Guangdong, the FAOD was high in the West and low in the East, and the major high level center is in the Pearl River Delta. The regional average of FAOD experienced a trend of increasing first and then decreasing. The FAOD in spring and summer is higher than that in autumn and winter, the highest in summer and the lowest in winter, there are differences between the East and the West; There is a significant downward trend in summer and autumn, in which the decline rate is faster from July to September, and there is no significant change trend in winter and spring. The distribution of FMF is closely related to topography. The high altitude mountain area is the high level area of FMF, and the mountain areas in northern Guangdong is the highest, while the level in Pearl River Delta and Shantou are relatively low; FMF tends to increase gradually, especially in 2016-2018; FMF is the highest in summer, the second in autumn and the lowest in winter. FMF is the largest in September and the lowest in January. In different time scales, the Pearl River Delta is always the highest AOD and FAOD area; AOD and FAOD showed a trend of increasing first and then decreasing. AOD is highest in 2004-2007 and FAOD is highest in 2012, and both AOD and FAOD are lowest in the research period, but FMF shows an increasing trend, with a significant increase after 2015.In 2001-2018, both FAOD and AOD in Guangdong Province and the Pearl River Delta show a trend of first rising and then falling, which is closely related to the prevention and control of air pollution in Guangdong province and the strict implementation of air quality supervision and other measures. However, FMF has been on the rise in recent years, in the future air pollution control, it is still important to control the emission of fine particulate matter.

aerosol; AOD; FAOD; FMF; temporal-spatial characteristics; Guangdong

X513

A

1673-9159（2020）06-0077-12

10.3969/j.issn.1673-9159.2020.06.102001

劉艷群，張驥，龐古乾，等. 2001―2018年廣東省氣溶膠參數的時空變化特征[J]. 廣東海洋大學學報，2020，40（6）：77-88.

2020-06-18

廣東省自然科學基金重大基礎研究培育項目（2015A030308014）；國家自然科學基金（41675136，41875170）

劉艷群（1974―），女，碩士，高級工程師，主要從事天氣預報和應用氣象研究。E-mail: zsqing.chen@gmail.com

張羽（1968―），博士，教授級高級工程師，研究方向為大氣物理學與大氣環境。E-mail: ZY2202604@163.com

（責任編輯：劉慶穎）