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美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)发布的中分辨率成像光谱仪(the Moderate Resolution ImagingSpectrometer,简写为MODIS)气溶胶产品首次给出覆盖全球的高空间分辨率气溶胶光学特性资料,为研究全球尺度气溶胶特性提供了更为优越的条件,为进一步研究全球气候变化和区域环境污染提供了必要的基础数据。但是在中国陆地区域,由于缺乏高时空分辨率的地基遥测数据验证,MODIS气溶胶产品在这一地区的精度仍存在很大的不确定性。本文利用中国地区太阳分光观测网(the Chinese Sun Hazemeter Network,简写为CSHNET)的数据作为地面真实值,首次针对中国陆地区域不同生态系统和地理分布评估了MODIS气溶胶光学厚度产品的适用性,并分析了MODIS气溶胶产品版本4和版本5适用性的差异。2004年8月-2006年6月的评估验证结果表明:
MODIS气溶胶光学厚度的反演结果和地基遥测数据在整个中国陆地区域相关系数达0.72,44%的数据点在NASA发布的误差线范围内,当气溶胶光学厚度比较小时,MODIS反演结果偏高,但在不同生态区域和地理位置上存在很大差异。在中南部的农田生态系统,MODIS产品和CSHNET数据两者匹配很好,相关性很高,相关系数大于0.82,有大于72%的数据点在NASA发布的期望误差范围内;其次在温带森林、沿海地区、城市郊区以及东北和中部农田地区,两组数据有一定的相关性,相关系数在0.64-0.84之间,有45-73%的数据点在期望误差内;但在北部荒漠、东北偏远农业生态区域、青藏高原和黄土高原、城市地区以及南部森林地区,两组数据相关性很差,并且只有13-54%的数据点在期望误差内;此外,在北部荒漠地区和沿海地区MODIS气溶胶光学厚度反演结果显著高估,而在东北偏远农业生态和南部森林生态地区,MODIS反演结果却出现低估。
MODIS气溶胶产品版本5与版本4相比,在中国区域有更好的适用性,相关系数达到0.87,斜率与1的偏差仅0.02,截距减小到0.05,并且满足误差范围数据点比例增加到83%;整体看在中国各个不同的生态系统和地理位置版本5的区域平均值小于版本4;在各个不同的生态类型和地理区域,除东北偏远地区外,版本5反演结果的适用性都有很大程度的提高,更具代表性,尤其在中部和南部农业生态,暖温带和亚热带森林,以及沿海地区,相关系数大于0.85,有58~86%的数据点满足误差标准;但是版本5在西北荒漠地区、城市地区的反演结果偏高,而在北部农业生态区域和西南森林反演结果偏低。