环境科学
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
华能国际电子108
①基金项目：2019年广东大学生科技创新培育专项资金（项目编号：pdjh2019b0199）
作者简介：苏倩欣（1997，6—），女，汉族，广东佛山人，本科，研究方向：自然地理学、遥感。 陈敏瑜（1997，9—），女，汉族，广东江门人，本科，研究方向：自然地理学、遥感。 通讯作者：李婧（1981，11—），女，壮族，广西南宁人，博士，讲师，研究方向：资源环境、遥感，E-mail:****************。 DOI：10.16660/jki.1674-098X.2019.36.108
①
苏倩欣 李婧* 陈敏瑜
(广东财经大学地理与旅游学院 广东广州 510320)
摘 要：大气污染已成为全球性问题，日益严重的大气气溶胶污染是当前大气研究的热点。卫星遥感凭借大空间大尺度、多时相监测气溶胶的优势，成为大气环境研究最重要的监测方法之一。本文立足于大气气溶胶卫星遥感技术，总结了反演气溶胶光学厚度的基本原理及方法；并从气溶胶光学厚度的时空分布、与颗粒物浓度关系、对大气污染的影响3方面，阐述了气溶胶光学厚度的应用研究进展。最后，总结了当前大气气溶胶反演存在的问题和发展趋势，希望未来在反演模型的适用性、反演精度的提高等方面有所突破。 关键词：气溶胶 卫星遥感 气溶胶光学厚度 颗粒物浓度 大气污染
中图分类号：TP41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)12(c)-0108-06
1950s以来，大气污染已成为全球性的环境污染问题之一。其影响及人健康问题得到了全世界学者的关注，相关研究已在全球展开并不断深入[1]。
当爱已成负担气溶胶是指大气中悬浮的固体和液体微粒共同组成的多项体系，当以大气为载体时称之为大气气溶胶，
其尺度
范围大约在0.001~10μm之间[2]；除一般无机元素外，其化学组分还有元素碳（EC ）、有机碳（OC ）、有机化合物（尤其是挥发性有机物（VOC ）、多环芳烃（PAH)和有毒物）、
生物物质（细菌、病菌、霉菌等）[3-4]。大气中气溶胶的含量
南海区渔政局虽少，但对大气中的物理化学过程、气候系统都起着重要的作用[5]。近年来世界范围雾霾天气的出现大大降低了城市的能见度[6]，给人民的健康生活带来了极大的不便，因此十分有必要对大气气溶胶进行监测与治理。
传统的对大气气溶胶监测的方法主要以地面实时监测为主，无法满足环境监测实时、动态的要求，而遥感监测正好弥补了这一不足，具有广阔的应用前景。
目前对气溶胶的遥感反演研究主要集中在气溶胶光学厚度、气溶胶浓度等的反演方面[7]，本文以综述的形式，总结了气溶胶卫星反演的主要算法、研究内容及发展方向，为气溶胶卫星遥感反演研究提供参考。
1 卫星遥感反演原理和方法
1.1 卫星遥感反演AOD的基本原理
气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD ）定义为介质消光系数在垂直方向上的积分，用以描述气溶胶对光的削减作用。可用在估算大气浑浊度、粒子总浓度，评判大
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气质量等方面。卫星接收信息是地球大气的散射以及地表反射的综合作用，这是卫星遥感反演的原理[7]。
假设地球表面为均匀朗伯表面，不考虑气体吸收，卫星观测到的表观反射率为：
()()()00000,,,,,,/4m
P P αλλαλθθφρθθφϖτθθφµµ∗=+ ()()(
0F T λλθθρ
+00000,,,,,,/4m P P ∗=+()()()()s
00,,/1s ,,s λλλθρθθφρθθφ− (1)其中，φθθ，，0分别为观测天顶角、太阳天顶角和太
阳光线的散射辐射方位角；
()φθθρλ计算机应用研究
,,0m
为分子散射的程辐射；ω0为单次散射反照率；ατ为气溶胶光学厚度；
()φθθαλ,,0P 为程辐射反射率；μ，μ0分别为观测角θ和入
射角θ0的余弦值；()0θλF 为归一化地标反射率的下行辐射
通量；()θλT 为向上的总透过率；()φθθρλ
,,0s
为地表反射率；λs 为大气后向散射比[7]。
通过公式可知，卫星观测到的表观反射率可表达为气溶胶光学厚度和地表反射率的函数，即已知地表反射率，并确定了大气气溶胶模型，可反演出相应的气溶胶光学厚度[8]。
1.2 卫星遥感反演AOD的算法
李克农子女
不同地表类型和气溶胶组成的不同，需以不同的原理来对气溶胶进行反演。常用方法为表1所示的12种算法。
以上反演算法的多适用于城市地区。这与近年来城市雾霾的不断加重，研究区域更注重城市有关。如王钰等使用暗像元法及Landsat-8 OLI数据反演北京地区的AOD，并对比验证长时间序列的反演值与AERONET地面站点观
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