MODIS北极气溶胶光学厚度的精度验证与分布特征研究

作者：杨艳丽; 常亮^*

来源：极地研究, 2022, 34(01): 62-71.

DOI：10.13679/j.jdyj.20210028

• 北极
• MODIS
• AOD
• 分布特征

北极是地球上的气候敏感区,近年来其温度升高是全球平均水平的两倍,而大气气溶胶对北极变暖有显著影响。为探究北极大气气溶胶的光学特性,基于MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)10km和3km气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)产品,分析了2000年3月—2018年10月北极地区AOD的时空分布特征,并与气溶胶自动观测网AERONET(Aerosol Robotic Network)地基站点的气溶胶观测结果进行了比较验证。结果表明, MODIS 10 km和3 km AOD与AERONET地基站点的相关系数分别为0.840和0.853,均方根误差均小于0.1, MODIS 10 km和3 km两种AOD产品与北极地面现场观测结果均具有较好的一致性。MODIS两种AOD产品与AERONET地基站点的相关系数、均方根误差、相对平均偏差和期望误差的结果均显示,北极地区MODIS 10 km AOD产品精度整体上略高于3 km AOD产品,且两者在北极东半球较其他地区的精度更高; MODIS 10 km AOD产品在西半球的误差呈现出纬度越高精度越高的特点,但3 km AOD产品没有显示这一规律;在时间上, MODIS两种AOD产品精度均在5、9和10月份较高,在秋季比春夏季略高。此外,基于北极地区MODIS AOD产品还发现,不同纬度的AOD之间存在显著差异, AOD随纬度降低不均匀增大。北极地区AOD呈现明显的季节变化,春季3—5月份AOD值普遍介于0.1～0.3,且在4月的北欧区域达到最高值;在夏季6—8月份,AOD高值范围逐渐增大;在秋季9—10月份, AOD普遍在0.1以下。两种MODIS AOD产品在北极洋面和陆面上呈现不同的特征:洋面上10 km的AOD通常更大,而陆面上3 km的AOD更大。

• 单位
  中国极地研究中心; 卫星海洋环境动力学国家重点实验室; 上海海洋大学