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本文基于MODISC051和C006产品反演的AOD值与地基观测AERONET对比分析,评估其在中国中东部4种下垫面(城市、郊区、森林和水体)的适用性和精确度。呈现了中国中东部、三大重点区域(京津冀、长三角、珠三角)及十大城市20032015年AOD值的时空特征;揭示了20132014年上海地区AOD的空间分布规律,并分析其与地面PM2.5质量浓度的相关性;最后对一次持续性雾霾过程进行分析,研究其不同天气现象的光学特性垂直分布和转化机制。主要结论如下:1、MODIS与AERONET对比结果表明,MODIS AOD在不同下垫面的拟合度和精度均较高(R>0.8,R2>0.7),满足大气环境质量要求。拟合度表现为郊区(香河)>城市(北京)>水体(太湖)>森林(兴隆);反演精度最低的是水体,最高的是城市;气溶胶单次反照率(SSA)在城市、郊区和森林的倾向高估,而水体低估;地表反照率对4种下垫面都存在低估,且森林最为严重。相较于MODIS10km,MODIS3kmAOD值对郊区的拟合效果更好,而对城市较差,反演精度有提升,SSA和地面反照率均倾向高估,区域反演AOD均值更接近实际观测值。2、中东部地区AOD值13年空间污染演变结果显示,AOD高值区主要分布在长三角、珠三角以及山东与河北交界处并向四周递减;2003年以来,中东部AOD值呈现出不同程度的增长,2008年最高;京津冀高值区(AOD>0.7)分布于石家庄、天津;长三角高值区集中于上海及江苏省,并由西北向东南方向递减;珠三角高值区分布在其中南区域,由佛山向四周扩散。中东部AOD最大值出现在4月,最小值出现在9月,春季最大,秋季最小;京津冀、长三角和珠三角及其重点城市AOD极大值均出现在46月,极小值出现在1112月。3、3kmC006 AOD对沿海区域的适用性较好,C051 AOD对城市和植被分布较多的区域适用性更优;AOD与地面PM2.5的全年直接相关性均高于类似研究。经高度和湿度订正后,二者全年和季节的相关系数和拟合度均明显提高,且湿度订正更好。相较于C051AOD,3KC006 AOD经湿度订正后全年和季节的相关性更高,且冬季最高,春季较低;全年和各季拟合模型相关性最高的均为一元三次模型,接着以对数、乘幂和指数模型依次递减;采用最优拟合模型反演的PM2.5与实测值相关性较好,证实了C051和3kC006AOD经湿度订正后均可作为上海地区监测PM2.5质量浓度的有效手段。4、三种天气现象发生顺序为湿霾→干霾→湿霾及湿霾→雾→干霾→湿霾,对能见度的影响程度依次为:相对湿度>温度>风速>PM2.5。CALIPSO探测期间,2-3km处存在明显气溶胶层,且不同天气现象的厚度不同(雾>湿霾>干霾);雾霾发生期间,1km以下气溶胶消光能力最大;在干霾、湿霾到雾的转化过程中,大粒径球形气溶胶增多,小粒径非球形减少。