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氣溶膠對全球氣候變化和人類健康具有重要影響，而該影響與氣溶膠特性和型別密切相關。遙感衛星能夠從大空間尺度對氣溶膠垂直分佈及季節變化進行監測。以往研究主要集中在分析全球和區域尺度上的氣溶膠特性和型別垂直分佈，少有研究對中國東部典型城市群不同大氣汙染條件下氣溶膠型別的垂直分佈進行對比分析。此外，氣象條件和大尺度環流對氣溶膠的垂直分佈有強烈影響，這通常使氣溶膠間接效應更復雜。
基於上述背景，中國科學院城市環境研究所城市環境與健康重點實驗室研究員吝濤研究團隊基於2007至2020年共14年的氣溶膠特性、氣溶膠型別和垂直剖面遙感觀測資料（MODIS和CALIOP），結合歐洲氣象中心資料（ERA-Interim）和全球氣象資料同化系統（GDAS）資料，對中國京津冀（BTH）、長三角（YRD）和珠三角（PRD）典型城市群的氣溶膠特性和型別垂直剖面時空分佈特徵開展分析。結果表明，三大城市群的氣溶膠光學厚度（AOD）具有不同的空間分佈格局和季節變化。從年際變化看，2011年長三角出現AOD最大值，2012年京津冀和珠三角出現AOD最大值。此後，AOD呈現穩步下降趨勢。總體上，大氣中不同氣溶膠型別的相對發生頻率（rFO）如下：沙塵和汙染沙塵型氣溶膠的rFO由北向南遞減；反之，清潔海洋型、汙染大陸型、清潔大陸型和煙塵型氣溶膠的rFO由北向南增加。在垂直方向上，每種氣溶膠型別出現頻率（FO）的峰值取決於地區和季節，並隨AOD和氣象條件而變化。一般來說，清潔大陸型和清潔海洋型氣溶膠的FO峰值出現在地表，汙染沙塵型和汙染大陸型氣溶膠的FO峰值出現在海拔～1km處，以及煙塵型氣溶膠的FO峰值出現在海拔～3 km處，而沙塵氣溶膠的FO峰值可能出現在整個海拔範圍內（從地表到8km）。氣團軌跡揭示了三個城市群氣溶膠的不同來源和高度範圍。此外，夜間和白晝的氣溶膠型別出現頻率對比分析表明了邊界層動力學和氣溶膠傳輸對氣溶膠型別垂直分佈的影響。研究結果可用於改進中國東部氣溶膠直接和間接影響的模型評估。
相關研究成果以Multi-dimensional satellite observations of aerosol properties and aerosol types over three major urban clusters in eastern China為題，發表在Atmospheric Chemistry and Physics上。研究工作得到國家自然科學基金“基於多源遙感的氣溶膠-雲滴有效半徑關係的空間尺度效應及影響機制研究”專案的資助。
來源：中國科學院
