MODIS AOD产品真实性检验——以杭州为例
文献综述
摘 要：随着经济发展带来的大气污染不断加重，人们对大气质量的关注度越来越高。大气气溶胶光学厚度（AOD）是研究大气的重要内容，因此对AOD产品的真实性验证逐渐成为热点研究问题。本文主要对国内外大气气溶胶研究发展、国内外MODIS AOD产品真实性检验研究进行了综述。通过对MODIS AOD真实性检验文章的阅读，总结了目前的MODIS AOD产品真实性检验的方法。并且总结了MODIS AOD产品的未来发展方向及目前研究存在的不足。
关键词：MODIS AOD；真实性；检验；发展方向
引言
伴随着世界经济的发展，工业不断扩张，人口不断增加，随之而来的是污染物的大量排放和大气能见度的降低。大气的质量与人类的身体健康、生活质量密切相关，越来越多的国家和人民开始关注大气情况，并加强大气的监测与管理。气溶胶是大气污染研究的重要内容之一，在中国大陆,城市大气污染物主要为可吸入气溶胶颗粒物[1]，其对气候强迫、能见度、人类健康都有着极大的影响。气溶胶光学厚度（AOD）是气溶胶垂直方向上沿径向传播路径积分的消光系数在垂直方向上的积分，其反应了大气气溶胶对光的衰减作用，是气溶胶研究中的重要参数，能够很好地反应气候的变化。本文通过对国内外相关文献的整合，主要总结了国内外大气气溶胶研究的发展历史、国内外MODIS AOD真实性检验的相关研究、MODIS AOD真实性检验方法、MODIS AOD产品未来发展方向以及目前研究的不足五部分内容。
国内外大气气溶胶研究发展历史
国外大气气溶胶研究历史
自从二十世纪七十年代中期开始，如何利用卫星遥感数据进行大气气溶胶参数的反演就引起了国际的关注。在最初期，研究主要集中在海洋表面气溶胶的反演上。1975年Griggs提出了气溶胶光学厚度卫星遥感的理论基础,并根据该理论利用NOAA的AVHRR的第一通道(0.63mu;m)进行了海洋上空气溶胶光学厚度的遥感研究[2]。由此，正式开始了卫星遥感气溶胶的研究。Gordon最早考虑了气溶胶在海洋水色遥感中的影响[3]。同年，Tanre等的研究使人们认识到在陆地遥感中去除大气,特别是气溶胶的模糊效应的重要意义和可行性,并由此开始了陆地上空气溶胶的遥感研究[3]。
随后，陆地海洋对比法[4]、双通道反演气溶胶方法[5]、多通道反射率算法[6]、结构函数法[7]、暗像元法[8]以及热红外对比法[9]等方法被陆续提出。各种气溶胶算法不断发展，1989年Rao等[10]在实验的基础上，应用NOAA/NEDIS开始了气溶胶光学厚度的日常监测。其中观测得到的最稳定的气溶胶特征是热带大西洋中的撒哈拉尘埃云。Adeyewa等[11]研究了亚北极地区和热带地区气溶胶光学厚度的光谱依赖性。
国内大气气溶胶研究历史
我国利用卫星遥感进行气溶胶进行研究的时间较晚。20世纪80年代中期，赵柏林等[12]开始利用卫星遥感研究大气气溶胶光学厚度。邱金恒等[13-15]验证了利用宽带消光法探测气溶胶光学厚度的可行性。并且通过宽带消光法，反演得到了北京、沈阳、兰州等地的气溶胶光学厚度及其变化规律。罗云峰[16-17]等利用日射站数据进行AOD的反演，得到近30年来我国AOD总体呈现明显增加趋势，并且具有一定的时空分布特征。斯召俊等[18]利用GMS卫星遥感进行湖面空气气溶胶光学厚度的反演，研究了中国大陆25个湖面上的空气溶胶光学厚度，得出利用卫星反演湖面光学厚度是研究大陆上空气溶胶光学厚度的可行方法。
1999年,国际新一代对地观测卫星系统的第一颗星——TERRA卫星发射成功,标志着人类对地观测新里程的开始[2]，也标志着陆地遥感反演气溶胶的新阶段。其中，TERRA、AQUA所搭载的MODIS传感器具有探测大气气溶胶光学厚度的功能。为了适应全球气候变化的研究，NASA根据MODIS得到的数据反演得到了全球气溶胶光学厚度产品（MODIS AOD）。与地面实测方式相比，MODIS AOD产品覆盖面积广、信息获取方便、快捷的特点，使其具有广阔的发展前景。利用该产品进行研究的前提条件是其能够较为准确地反应真实的地面AOD。因此，研究者们围绕着MODIS AOD产品的真实性检验展开了大量的研究工作。
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