乌鲁木齐市气溶胶光学厚度与植被覆盖度的时空变化特征研究

作     者：李小菲 

作者单位：新疆师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈学刚

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0706[理学-大气科学] 0713[理学-生态学] 

主      题：气溶胶光学厚度 植被覆盖度 时空分布研究 

摘      要：近年来,大气气溶胶及其光学特性在气候变化中的研究中变得越来越重要。而气溶胶光学厚度是气溶胶光学特性的一项重要参数,反映了气溶胶对光的衰减作用,许多大气污染现象都直接或间接的与气溶胶的物理化学特性和行为有关。乌鲁木齐作为一个北方城市,产生的气溶胶状态的大气污染物也对城市大气环境造成了一定程度的危害,而有关研究证明植被可以减少大气中的气溶胶含量,所以本文希望通过利用2010年、2015年、2020年三期的MOD04＿L2气溶胶产品数据和MOD13A3归一化植被指数月产品,运用像元二分法、Pearson相关系数方法,在大尺度上分析乌鲁木齐市的时空分布特征研究,能够为定量分析城市绿化分布和气溶胶状态的大气污染物分布提供思路,为研究植被覆盖度和气溶胶光学厚度的相关性提供借鉴,为提供针对气溶胶状态的大气污染物的城市绿化建议的内容做出总结和补充。通过研究分析总结了以下三点结论:(1)2010年-2020年乌鲁木齐市气溶胶光学厚度的时空分布特征。在时间分布中,月度变化的高值主要出现在4月、8月,季度变化的高值出现在春季、夏季,年度变化的高值出现在2020年;在空间分布中,气溶胶光学厚度的变化主要集中在米东区、中心城区,形成这种空间分布特征可能是由于米东区位于古尔班通古特沙漠存在沙尘气溶胶,而中心城区不仅是乌鲁木齐市城市发展的中心,也是整个新疆发展交流的中心,这意味着中心城区的人类活动频繁,而城市人口数量、人口密度的升高、机动车保有量、建筑业的加速发展、煤炭工业的增加,都参与了气溶胶光学厚度积累升高的过程。(2)2010年-2020年乌鲁木齐市植被覆盖度的时空分布特征。在时间分布中,月度变化的高值主要出现在7月、8月、9月,季度变化的高值主要出现在夏季,年度变化的高值主要出现在2010年;在空间变化中,植被覆盖度的变化主要集中在中心城区西北边缘,乌鲁木齐县,且在这十年间,无植被覆盖区,低、中植被覆盖度区面积减少,极低植被覆盖度区、高植被覆盖度区增加。说明乌鲁木齐市绿化情况虽有所改善,但是也要关注中植被覆盖度区和极低植被覆盖度区的变化情况。(3)2010年-2020年气溶胶光学厚度与植被覆盖度之间的相关性。通过皮尔森相关分析结果显示,气溶胶光学厚度与植被覆盖度成呈负相关关系。说明在植被覆盖度增加的情况下,气溶胶光学厚度会有所降低。也进一步说明了增加植被有利于缓解气溶胶状态的大气污染。(4)此外,本文运用地理探测器探究气溶胶光学厚度、植被覆盖度的空间分布差异性主要受哪些因素的影响,结果显示,说明温度、降水对气溶胶光学厚度的空间分异性影响较大,气溶胶光学厚度、降水对植被覆盖度的空间分异性影响较大。为了探究不同土地覆盖类型上气溶胶光学厚度及植被覆盖度的分布差异,利用2010年、2015年、2020年的土地利用数据,对相应年份不同土地利用类型中气溶胶光学厚度及植被覆盖度进行了定量分析,结果显示,当土地利用类型为城乡、工矿、居民用地,耕地,未利用土地时,气溶胶光学厚度的值较大。