在阿拉斯加野火季节的气溶光学深度-表面PM2.5关系上的观测约束
Tianlang Zhao1, Jingqiu Mao1, Pawan Gupta2
1Geophysical Institute and Department of Chemistry and Biochemistry, University of Alaska Fairbanks, Fairbanks, Alaska 99775, United States.
ACS ES&T air
|September 19, 2024
概括
野火烟雾严重影响阿拉斯加的空气质量,为估计颗粒物 (PM2.5) 制造了挑战. 这项研究开发了一种新的基于卫星的方法来快速估计表面PM2.5,提高了野火事件期间的准确性.
科学领域:
- 大气科学 大气科学
- 遥感 遥感 遥感 遥感
- 空气质量监测 空气质量监测
背景情况:
- 野火是阿拉斯加夏季细颗粒物 (PM2.5) 的主要来源.
- 由于烟雾复杂性和有限的地面测量,估计表面PM2.5具有挑战性.
- 准确的PM2.5估计对于阿拉斯加的公共卫生和环境监测至关重要.
研究的目的:
- 开发一种快速和直接的方法来估计阿拉斯加的表面PM2.5,特别是在野火事件期间.
- 为了比较来自化学运输模型 (GEOS-Chem) 和观测数据的PM2.5/AOD转换因子的准确性.
- 评估气溶垂直分布对PM2.5估计准确性的影响.
主要方法:
- 通过使用卫星AOD和地面PM2.5数据,将GEOS-Chem衍生的转换因子 (ηGC) 与观察到的转换因子 (ηobs) 进行比较.
- 在GEOS-Chem和卫星观测 (CALIOP) 之间分析了气溶垂直分布的差异.
- 根据阿拉斯加的VIIRS-SNPP AOD和PurpleAir PM2.5测量 (2019年夏季) 构建了一个按块计算的函数 (η'obs).
- 将衍生的 η'obs 应用于VIIRS AOD,以估计阿拉斯加 (2021-2022年夏季) 上面的每日表面PM2.5.
主要成果:
- 由于气溶垂直分布不准确,GEOS-Chem在烟雾条件下大大高估了PM2.5/AOD转换因子.
- 开发的零碎函数 (η'obs) 与经过校正的地面PM2.5测量结果有很好的一致性.
- 气溶垂直分布被确定为AOD转换为PM2.5的主要不确定性来源.
结论:
- 基于观测的零碎函数提供了一种可靠,快速和直接的方法,用于在野火期间在阿拉斯加估计每日表面PM2.5.
- 这种方法绕过了实时3D模型模拟的需求,为空气质量管理提供了实用的解决方案.
- 来自卫星的PM2.5估计受到气溶垂直形状数据的准确性的显著影响.
