Page 124 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第五章 遥感技术在煤矿矿山地质环境监测中的应用研究

降尘表示每平方米土地上的沉降颗粒的重量大小；颗粒物质量浓度表示每立方米空气

中颗粒物的质量。
虽然降尘与颗粒物浓度处于不同的数量单位级，但是研究区 3 种不同粒径颗粒的时间
变化和空间变化趋势高度一致。由此可以推断出人为源是导致研究区大气污染的主要原因。

颗粒物 PM2.5 和 PM10 变化一致，主要是由于 PM2.5 是 PM10 中粒径较小部分，颗粒
粒径越小对人体健康危害越大，在空气中的悬浮停留时间越长。
4.PM2.5、PM10 浓度与气象因子的关系

污染源与区域因素导致颗粒物质量浓度差异。污染源指污染物的性质、排放及外源输
送；区域因素指外界环境即气象条件和季节因素等。二者的协同作用导致颗粒物的时空变
化。大量研究表明，大气环境质量强烈依赖于气象条件。

气象条件在大气污染物的积累、稀释和扩散过程起着重要的作用。
污染源一定时，气象条件是污染颗粒浓度的决定因素，主要是其扩散稀释和沉降作用。

降雨与降雪对污染颗粒浓度影响相似，主要是清除作用。风速和相对湿度对颗粒物浓度的
影响最显著。
PM2.5、PM10 的质量浓度与相对湿度在 P<0.01 水平上表现为极显著正相关性，相关

系数分别为 0.79 和 0.51；温度与 PM2.5 质量浓度相关系数为 -0.77，在 P<0.01 水平上为极
显著负相关，与 PM10 质量浓度在 P<0.05 水平上表现为显著性负相关，相关系数 -0.44。

PM2.5、PM10 质量浓度与风速相关系数小，为负相关，无显著性。
温度高，分子运动剧烈，湍流扩散加剧，加速扩散，从而降低颗粒物浓度，使温度与
研究区颗粒物质量浓度表现为负相关变化。

相对湿度是空气中水分多少的表征，水汽会与水溶性离子结合，加速细颗粒物的聚积
并延长在空气中的滞留时间，使相对湿度与研究区颗粒物质量浓度表现为正相关性。
风是空气扩散能力的体现，但是较低风速不代表扩散作用显著。相对湿度与细颗粒物

PM2.5 质量浓度的相关性更高。风速主要影响水平扩散，风速大扩散加强，颗粒物浓度减小；
可是干旱区的特殊环境又会导致地面扬尘，增大颗粒物浓度。在风速较小甚至静风状态，
主要是扩散作用，研究区年静风频率 28.6%，冬季甚至可以达 44.1%，导致研究区颗粒物

浓度与风速呈负相关。研究区监测采样点的风速较小，差异不大，与颗粒物质量浓度相关
性不显著。

分析研究区监测情况可知，颗粒物浓度变化与相对湿度相关性高，呈极显著正相关，
变化基本一致；与温度表现为极显著负相关，变化趋势相反；研究区颗粒物质量浓度与风
速呈负相关，无显著性。温度与 PM2.5、PM10 质量浓度呈显著负相关性。

5.PM2.5、PM10 质量浓度遥感估算
（1）AOD 数据的获取

通过卫星遥感方法估测颗粒物浓度主要是通过 MODIS 卫星影像的气溶胶产品提取相
117