近年来我国以京津冀为代表的区域复合大气污染问题比较严重,其中细颗粒物(PM_2.5)对空气质量的影响尤为凸显,引起了国内外学者和广大民众的广泛关注。由于目前地面PM_2.5监测站点数量有限且主要集中于城区,城郊和广阔的乡村地区大气污染监测点很少,因此,利用卫星气溶胶产品估算近地层PM_2.5质量浓度,便成为解决监测站点空间分布不均衡问题的有效途径。一方面它可弥补城郊和广大乡村地区监测站点空间覆盖严重不足的缺憾;另一方面它可校正有限监测站点所获取的监测结果,在代表包含城市与非城市地区的区域大气污染平均状况时所产生的偏差,提高我们对整个区域空气质量的认知水平。但目前关于卫星气溶胶产品类型、统计模型构建方法等对AOD-PM_2.5相关关系影响的研究仍处于探索阶段,急需进行深入细致、且有针对性的研究。本文以京津冀区域为主要研究对象,利用地基气溶胶观测资料、空气质量监测数据、卫星观测资料、再分析资料和土地利用信息等,首先评估了国内外不同卫星暗像元法气溶胶产品（MERSI AOD、MODIS AOD）,以及MODIS C6不同反演算法、两种空间分辨率AOD产品呈现的地区、季节差异;然后系统分析了国内常用线性相关模型及垂直订正、湿度订正方法应用于各PM_2.5监测站点建立AOD-PM_2.5相关关系时的效果。在此基础上,提出融合不同气溶胶产品、进行优势集成的区域气溶胶产品订正方案,并建立考虑AOD-PM_2.5相关关系逐日变化、加入高湿订正、气象条件和地域等影响因子的季节混合效应模型,明显提高了对整个区域细颗粒物质量浓度的估算能力。进而探讨了现有PM_2.5地基监测资料,在代表区域（包括城市与非城市地区）平均污染状况所出现的偏差,为更合理评估京津冀区域PM_2.5污染水平,更有效地进行区域大气污染防治提供科学依据。得到的主要研究结论如下:（1）不同气溶胶产品在不同地区和季节适用性分析与评估FY-3A/MERSI与Terra/MODIS暗像元法气溶胶光学厚度产品相比,所反映的气溶胶宏观空间分布特征基本一致,并呈现类似的季节变化特点,其中秋季反演效果最好,冬季样本数有限,应用具有较大局限性。对不同性质下垫面而言,MODIS与地基观测资料的相关性更好（MODIS、MERSI与地基资料相关系数分别为0.53⁰.98、0⁰.93）,且多数情况下MODIS落入误差线的比例高于MERSI（北京站除外）。此外,MODIS产品与地基资料的偏差在城市站、城郊站呈现为高估,而在森林站、农业生态站呈现为低估,并普遍表现为系统性偏差。MERSI产品在城郊站、农业生态站的偏差表现为低估,在城市站、森林站、大气本底站高估、低估作用对偏差的贡献均较大,AOD产品与地基匹配样本相对于回归直线离散程度较大。由此表明,MODIS产品的反演精度总体优于MERSI产品。目前MODIS C6发布四种气溶胶产品（DT-10km、DT-3km、DB、DB/DT融合产品）的反演精度在研究区域内存在明显的地域和季节差异。多数情况下秋季各产品落入NASA误差线的比例相对较高,反演效果好;冬季因DT产品样本数过少,尽管有时也具有较好的反演精度,但从实用角度出发,应以DB产品为主。各城市地区因所处地理位置、气溶胶来源不同,表现“最优”的气溶胶产品也有所区别;城郊不同站点的分析结果类似,冬、春季“最优”的气溶胶产品为DB产品,夏、秋季为DT-3km产品;对植被覆盖较好的森林地区,春、夏、秋季均以DT-3km高分辨率产品反演效果最好,冬季DB产品更具实用意义。总之,MODIS C6中没有单独一种产品完全优于其它产品,仅是对某一地区或某一季节具有一定优势,因此,应依据地区或季节选择合适的气溶胶产品,方能更为客观地反映区域气溶胶光学特性的变化。（2）AOD-PM_2.5线性相关模型及垂直订正、湿度订正效果分析空气质量监测数据显示,研究区域内PM_2.5季节变化趋势基本一致,但PM_2.5浓度水平、颗粒物中细粒子所占比例在不同地区差异明显。直接建立MODIS AOD产品与各站点近地层细颗粒物浓度的线性关系时,两者的相关性普遍偏低,并且因AOD产品、季节、站点不同而表现出显著差异(各站点AOD-PM_2.5相关性最高时的决定系数R²分别为春季0.08⁰.63、夏季0.17⁰.60、秋季0.15⁰.75、冬季0.13⁰.57)。多数情况下通过垂直订正、湿度订正后可提高AOD-PM_2.5相关性,但效果也因AOD产品、季节、站点不同有较大差别(各站点AOD-PM_2.5相关性最高时的R²分别为春季0.09⁰.78、夏季0.11⁰.76、秋季0.38⁰.76、冬季0.10⁰.75)。这反映了AOD-PM_2.5相关性受AOD产品地区适用性、气溶胶垂直分布、细粒子组分、污染扩散条件的季节变化等多种因素影响,因此仅依靠单一AOD产品通过线性模型或高湿订正方法来实现对区域细颗粒物的反演存在诸多弊端,难以达到预期效果。（3）气溶胶产品订正方案优化、季节混合效应模型构建及其应用基于以上分析结果,本文将研究区域划分为若干子域,依据季节和子域选取反演精度较高的AOD产品进行融合,建立整个区域内“最优”气溶胶产品订正方案,同时,构建考虑AOD-PM_2.5关系逐日变化的混合效应模型,并加入高湿订正、气象因子和土地利用等参数进行修正,进一步提高模型的估算能力,最终建立季节混合效应模型,实现对逐日PM_2.5质量浓度的估算,并由此得到PM_2.5浓度在整个研究区域的空间分布特征。对模型进行十折交叉验证的结果表明,季节混合效应模型显著提高了利用卫星气溶胶产品估算近地层PM_2.5质量浓度的能力,在春、夏、秋、冬各季PM_2.5估算值与所有站点PM_2.5实测值的决定系数分别提高到0.71、0.70、0.81、0.77。相对于单一AOD产品,通过气溶胶产品融合方案的构建,在扩展了PM_2.5估算值时空覆盖范围的同时,也提高了对局地污染物浓度变化的描述能力（如城市内或与城郊过渡地带、森林地区）。不同污染日模型估算值与站点实测值均显示出较好的一致性,采用融合方案由卫星气溶胶产品反演的PM_2.5时空分布状况,较客观地反映污染物的城、乡差别及其季节变化特点。另外,各城市站点监测均值与该城市辖区内（包括市区及城郊、乡村等）模型估算的区域均值对照结果表明,仅通过目前数量有限、空间分布不均衡的监测站点所获取的污染物监测资料来表征各地区PM_2.5污染水平及其时空变化特征具有一定局限性。其中,冀北清洁地区（如张家口、承德）,站点监测均值相对于该地区卫星反演得到的较真实的区域平均PM_2.5污染水平往往偏高。而其它地区站点监测均值与区域平均污染状况之间的差异随污染水平而变化,当大气非常清洁时(PM_2.5≤10μg/m³),站点监测均值相对于区域平均状况易偏高;当城市细颗粒物含量较低(10μg/m³<PM_2.5≤40μg/m³)时,其相对于区域平均状况偏低的情况居多,随着城市细颗粒物含量的增加,站点监测均值相对区域平均污染水平趋于偏高,在重污染状况下尤为明显。