目的 探讨PM2.5暴露与儿童血压的相关关系.方法 于2012年4月至2013年6月采用分层整群随机抽样方法,在东北地区辽宁省沈阳、大连、抚顺、鞍山、本溪、辽阳和丹东7个城市的68所小学和初中进行调查,共计对9 354名儿童(5~17岁)进行了血压测量.采用气溶胶光学厚度嵌套的空间分析模型进行PM2.5浓度反演.广义相加模型量化PM2.5与儿童血压的暴露-反应关系,两步回归法分析PM2.5与儿童血压的关系,评估个体特征对PM2.5健康影响的修正效应.结果 儿童高血压检出率为13.78%(1 289/9 354).PM2.5每增高10 μg/m3,收缩压和舒张压分别增加3.12(95%CI:2.71~3.54)和1.45(95%CI :1.12~1.78)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa);高血压患病风险OR=1.55(95%CI :1.10~2.19);与非母乳喂养相比(OR=2.10,95%CI :1.39~3.17),母乳喂养可降低儿童患高血压风险(OR=1.49,95%CI :1.00~2.20),交互作用P=0.002.结论 PM2.5长期暴露与儿童血压增高存在关联,而母乳喂养儿童的PM2.5暴露与儿童高血压的风险关联程度降低.

基于2003-2017年的MODIS/Aqua气溶胶和海洋叶绿素a浓度遥感数据资料,分析了阿拉伯海域气溶胶光学厚度(AOD)的时空动态变化及海域叶绿素a浓度(Chl-a)特征,并探讨了该海域气溶胶和海洋叶绿素a浓度的关系.结果 表明:阿拉伯海区域AOD和Chl-a的空间分布都呈现出显著的季节性变化,且总体呈现出由近岸向外海逐渐降低的特征,其大小和分布受到陆源沙尘影响显著;海域AOD夏季高于春季,冬季高于秋季,15年间海域AOD整体呈现增加趋势,其中东部海域增加较明显,北部海域无显著变化;海域Chl-a秋冬季明显高于春夏季,变异性较高;由春冬季AOD与Chl-a的相关系数分析发现,二者相关性在阿拉伯海西北部区域显著性相关,且呈现出由北向南、由近海岸向外海区逐渐减弱的趋势.

大气质量与人类的生存环境息息相关,大气中的污染物质尤其是细颗粒物质直接与间接危害人类健康,因此许多城市把对细颗粒物浓度的监测放在了重要位置.利用2017年春季关中地区的MODIS高分辨率气溶胶产品(气溶胶光学厚度,AOD)与地面PM2.5浓度监测数据进行相关性分析构建模型,结合气象观测资料建立含气象要素的多元回归模型,并将二者进行比较.结果 表明,含气象要素的多元回归模型对关中地区PM2.5地面浓度的空间分布拟合度更好(r2=0.768,P＜0.01).2017年春季关中地区的PM2.5空间分布总体呈现东高西低的趋势,AOD最高值出现在西安、渭南和成阳三市,分别为1.019、0.911和0.124.通过对一次典型污染天气进行主成分分析和基于HYSPLIT向后轨迹模型模拟其潜在传输路径发现,关中地区2017年春季大气质量受多污染物、多污染源以及多途径复合污染影响,且污染气团主要来自蒙古国西南部.研究结果对关中地区的大气污染防治与生态环境保护具有一定借鉴的意义.

城市热岛是粤港澳大湾区建设过程中的热点社会问题,其驱动因素研究更是学者们关注的重要科学问题.本文基于多种卫星遥感资料,定量分析粤港澳大湾区城市热岛的时空分布特征,利用多元回归方法,综合探讨城市热岛的驱动因素.结果 表明:2003-2018年粤港澳大湾区城市热岛效应显著增强,热岛强度年增长0.05℃,热岛区面积年增长0.18％;城市热岛具有明显的季节变化规律,夏季热岛强度最强且热岛区面积最大,冬季热岛强度最弱但热岛区面积仅次于夏季;热岛区主要分布在东莞大部、深圳大部、广州与佛山交界处、中山北部及惠州中部.多元回归分析表明,海拔对城市热岛影响最为显著,其次是灯光指数、归一化植被指数,再次是气溶胶光学厚度,其中灯光指数为正向驱动因素,其余均为负向驱动因素.

目的 探讨基于卫星遥感数据的气溶胶光学厚度与肺癌发病率间的相关性.方法 浙江气溶胶光学厚度数据来源于美国极地轨道卫星Terra和Aqua搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS),数据空间分辨率为10?km.浙江省肿瘤登记地区2015年肺癌发病率数据来源于《2018中国肿瘤登记年报》.结果 2010—2014年浙江省气溶胶光学厚度均值分别为0.389±0.108、0.539±0.146、0.485±0.134、0.458±0.140和0.550±0.149.2010～2014年浙江省肿瘤登记地区气溶胶光学厚度值平均为0.524±0.141,其中城市地区为0.533±0.132、农村地区为0.518±0.153,各年度城乡间气溶胶光学厚度值差异均无统计学意义(均P>0.05).以四分位间距为界分为4类气溶胶光学厚度水平地区,Q1(P0～P25)、Q2(P25～P50)、Q3(P50～P75)和Q4(P75～P100)地区的肺癌发病率分别为49.44/10万、76.58/10万、72.40/10万和84.02/10万,?不同气溶胶光学厚度水平地区肺癌发病率差异有统计学意义(P<0.001).多重线性回归分析结果显示,2010—2014年气溶胶光学厚度水平和人均可支配收入是影响肺癌发病率的影响因素(P<0.05).结论 基于卫星遥感数据气溶胶光学厚度与肺癌发病率间具有相关性.气溶胶光学厚度可较好反映肺癌发生的风险,可作为监测环境质量的有价值的指标.

气溶胶作为悬浮分散在大气中的固态或液态微小颗粒物,对人体健康具有巨大影响,探索区域大气气溶胶变化特征和规律,对监测评估大气环境质量(尤其是人口聚集的城市地区)具有重要意义.本研究以东南亚、南亚和西亚"21世纪海上丝绸之路"沿线9个典型支点城市为例,基于MCD19A2 550 nm AOD产品,结合气象因素、土地利用数据和夜间灯光数据等,探讨亚洲发达城市区域带气溶胶的时空分布、变化特征、影响因素和成因驱动.结果表明:2013-2018年间,9个城市气溶胶光学厚度(AOD)年平均值从高到低依次为卡拉奇、多哈、吉大港、曼谷、科伦坡、胡志明市、新加坡、瓜达尔和仰光.受区域气候系统和气溶胶类型的影响,各地区年、季和月AOD时序特征差异显著.大多数城市AOD高值区主要分布在城市中心区域或社会经济(如工农业)快速发展的地区.不同气象因素对各地区AOD的影响略有差异:降雨量、相对湿度和风速对东南亚4个城市(胡志明市、曼谷、新加坡和仰光)的影响较大,温度、相对湿度和风速与南亚4个城市(吉大港、科伦坡、卡拉奇和瓜达尔)和西亚多哈的AOD相关性较大.城市区域AOD受社会经济、城市化发展以及气象因素耦合协同作用的综合影响,其中,卡拉奇表现得最显著.

城市热岛效应(UHI)是人们最为关注的城市生态环境热点问题之一,城市热岛及其影响因子的研究对生态城市建设具有重要意义.利用城市热岛足迹(UHI FP)、局部G*指数、Pearson相关系数以及气溶胶定量归因分析法研究了气溶胶光学厚度(AOD)和不透水地表覆盖度(ISP)对城市热岛的影响.研究结果表明:在2000-2018年间,关中地区西安及咸阳(西咸)城区的白天/夜晚城市热岛足迹均有显著增加,城市热岛效应逐年增强.西咸白天/夜晚城市热岛足迹范围比宝鸡市大,城市热岛现象更为明显.西咸城区夜晚热岛足迹范围内被地表温度(LST)高值所占据,夜晚城市热岛效应比白天更明显.宝鸡市虽然热岛足迹范围增减幅度不大,但足迹内白天/夜晚LST次热区面积逐渐增大,城市热岛效应日趋增强.西咸、宝鸡市城区的夜晚城市热岛强度(AT)与不透水地表覆盖度呈显著正相关关系,与城乡气溶胶光学厚度之差(△AOD)呈明显负相关性.西咸城乡△AOD为负,对城市热岛强度的平均贡献度为(0.41±0.14)℃;宝鸡市城乡△AOD为正,其平均贡献度为(-0.26±0.25)℃.综上所述,城市不透水地表面积的扩张会使城市热岛效应进一步加剧,西咸与宝鸡市城区气溶胶浓度的增加会抑制城市热岛的形成,但综合其他因子的影响作用,西咸与宝鸡市城市热岛强度仍在逐年增加.

烟羽喷射高度是烟气羽流运动一个关键驱动因素,决定了烟气气溶胶在大气中的寿命、顺风运输扩散路径及其对大气环境的影响程度.本研究对最新的多角度成像光谱仪(MISR)野火烟羽高度数据库中的原始数据进行提取和处理,获取中国区域的野火羽流高度相关参数,采用统计分析的方法研究野火烟羽喷射高度的变化情况,探究了火灾特征(燃烧生物质类型和火灾辐射功率)对烟羽喷射高度的影响,并根据高喷射烟羽比例和烟羽气溶胶光学厚度(AOD)值分析野火烟羽喷射高度对大气环境的影响.结果 表明:我国野火烟羽喷射高度分布在345～7719 m.其中,57.1％的烟羽喷射高度分布在500～1000 m,除了一组大型草原火灾烟羽喷射高度异常高以外,其余野火烟羽喷射高度均低于3000 m.燃烧的生物质类型是影响烟羽喷射高度的一个重要因素,其中,森林火灾产生的烟羽喷射高度最高且高度变化最强烈.野火烟羽喷射高度会随火灾辐射功率值增加而增加,但有明显的离散(R2 =0.19).通过设定简化阈值可以得到,我国野火产生的可能造成远距离传输污染的高喷射烟羽比例为10.5％.结合烟气气溶胶光学厚度进行分析可知,虽然农田燃烧的平均烟羽喷射高度最低,但产生的区域污染值最大.相比之下,森林火灾虽然能够产生最高的烟羽喷射高度,但烟羽具有较低的平均AOD值,这意味着森林火灾对区域大气环境的污染强度相对较弱.

大气气溶胶可以影响到达地面的太阳辐射,进而影响植物光合作用和生态系统生产力,乃至区域上的碳收支.为探究北京地区气溶胶对杨树人工林生态系统生产力的影响,利用2006-2009年北京大气气溶胶数据结合北京大兴杨树人工林涡度相关系统监测的辐射、碳通量等数据,分析了气溶胶对散射辐射、光能利用效率(LUE)、生态系统初级生产力(GPP)的影响,并利用通径分析方法探究了气溶胶和生态环境因子对GPP的直接和间接影响.结果表明,北京市气溶胶光学厚度(AOD)具有明显的季节变化特征:春、夏两季大于秋、冬季,夏季气溶胶光化学厚度最大.大气气溶胶显著影响了地表辐射组分以及温度、湿度环境因子,随着AOD从0增大到3,总辐射减小了43.63％,散射辐射增加132.26％,散射辐射比例增大了2.55倍,而相对湿度增大48.52％,日温差增大3℃左右.当生态系统受水分胁迫时,气溶胶对生态系统生产力无显著影响,当生态系统处于非水分胁迫时,杨树人工林生态系统光能利用效率和生产力随着气溶胶浓度增大先增大后减小,当AOD为1.0-1.6时,GPP维持在较高的水平,当AOD＞2.5时,GPP显著减小且小于背景气溶胶(AOD＜0.4)的GPP.通径分析表明,水分胁迫条件下,气溶胶对杨树人工林生态系统生产力的间接影响很小;非水分条件下,散射辐射对生态系统生产力影响最大,气溶胶可以通过增大散射光施肥效应来增大生态系统生产力.不同的水分条件下气溶胶对杨树人工林生态系统的影响不同,非水分胁迫条件下适宜的气溶胶增大杨树人工林生态系统的生产力,严重的气溶胶污染(AOD＞1.5)则导致杨树生态系统生产力下降.

城市人口和产业的聚集伴随化石能源消费的迅速增长,导致空气污染物排放量不断增加,对区域气候产生了不可逆的负面影响.以多源遥感数据为基础,对京津冀大气污染传输通道城市群("2+26"城市群)2015—2019年气溶胶光学厚度(AOD)、PM2.5浓度的时空分布格局进行分析,从月份、季节、年份三个时间维度定量分析其时空变化规律,并通过计算相关性系数来分析气溶胶光学厚度对PM2.5浓度的影响.主要得出研究结论如下:(1)PM2.5浓度整体呈现冬季>春季>秋季>夏季的趋势,并且表现出高度空间自相关性,2015—2019年间,PM2.5浓度显著下降至40μg/m3以下;(2)AOD平均范围值在0—1之间,总体上呈现春夏季高,秋冬季低的分布特点,到2019年,春夏秋三季AOD浓度呈现明显降低,夏季下降趋势最为显著,AOD同样表现出高度空间自相关性;(3)AOD与PM2.5浓度存在显著的正相关关系.从季节变化上看,相关性呈现出:秋季>夏季>冬季>春季的特点.年均AOD与PM2.5浓度呈现中等正相关关系.因此,定量研究气溶胶光学厚度与PM2.5浓度在时空变化上的相似性以及相关性,可以证明气溶胶对大气污染存在影响关系,为未来城市空气质量管理提供科学思路和依据.