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4.3.1 时间序列分析 17
4.3.2 基于时间序列的一元线性回归模型 18
5. PM2.5的时空分布 19
6. 结论 22
前言
大气颗粒物(particulate matter，PM)是指分散在空气环境中的固态或液态颗粒物质，其中，称动力学直径小于等于2.5微米的大气颗粒物为细颗粒物(fine particular matter，PM2.5)[1]。大气细颗粒物因其表面易附带有毒有害物质，随呼吸直接进入人体肺部，对人体健康造成伤害[2-3]，并因其粒径小，输送距离远，在空气中停留时间长的特点，对大气环境可造成一定程度的污染。
气溶胶光学厚度( Aerosol Optical Depth，AOD)描述的是大气颗粒物对太阳光的吸收和散射特性，体现大气气溶胶的光学性质。目前，针对AOD的测定主要分为空基观测和地基观测两种。空基观测是指通过搭载在卫星上的中分辨率成像光谱仪(如MODIS)获取数据的方法，该方法能够覆盖较广的空间范围。在气溶胶光学特性的研究当中，地基观测是一种使用率较多，精度较高的方法，该方法主要是利用CE-318太阳光度计获取具有区域代表性的气溶胶光学参数[4]。
大气颗粒物的主要来源是在日常发电、工业生产以及汽车尾气排放等社会生产生活的过程中，经过燃烧等社会活动而排放的残留物，通常含有重金属等有毒有害物质。一般而言，动力学直径在2.5微米至10微米范围内的粗颗粒物主要来自道路扬尘等；在2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）主要来自化石燃料（如机动车尾气、燃煤）的燃烧、挥发性有机物等。
大气颗粒物在某一区域范围内的空气当中所占比例越高，表示该区域范围内大气环境状况越差、空气污染越严重。随着大气污染问题日益严重 [5-9]，环境保护部于2012年2月29日公布新修订的《环境空气质量标准》(GB3095-2012）。在新标准中，首次将产生灰霾的主要因素，即大气细颗粒物PM2.5的质量浓度指标作为空气质量的监测指标之一[10]。近年来，国内外针对PM2.5的研究越来越受到重视[11-13]，就其污染物来源、化学组成、时空分布、相关性和利用MODIS卫星影像数据进行反演等方面已有大量的研究成果，国内针对PM2.5的研究大部分集中在北京、上海、珠三角和天津地区[14-16]。
一方面，PM2.5作为大气污染的重要因子，其时空分布特征与大气的浑浊程度密切相关[17-18]，另一方面，AOD反映的是大气颗粒物对光的衰减作用，其能较准确的描述某一区域范围的空气质量状况。据国内外研究[19-20]可知，利用MODIS气溶胶光学厚度产品分析不同地区的AOD分布特征具有较高的可行性。MODIS卫星影像具有高动态的特点，可提供高时间分辨率的AOD分布数据，因此，建立基于AOD的PM2.5反演模型可提供时间间隔较短的PM2.5时空分布数据，具有较高的实用价值。
目前反映大气污染水平的指标较多,源^自#751^文~论`文{网[www.751com.cn，且其中大部分指标是通过地面监测点测得，具有较高的精确度，但是污染物水平易受到温度、湿度、气压等气象因素的影响，在综合评价、比较及真实反映各地区空气质量上存在一定的局限性。据相关研究表明， PM2.5与AOD之间存在一定的相关性[21-23]。但目前国内基于AOD的PM2.5反演模型的研究较少，已有的模型如高斯扩散模型则是基于PM2.5的气象参数所建立的关于PM2.5随时间扩散变化的模型 [23]。本文利用地面实测数据建立基于AOD的PM2.5反演模型，利用卫星遥感影像，反演获取杭州市区PM2.5的时空分布，可为大气污染防治、节能减排等政府决策提供智力支持，具有重要的方法探索意义和实际应用价值。