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本文利用杭州市2003-2015年逐日MODIS数据，基于暗像元算法反演其500m空间分辨率的气溶胶光学厚度(AOD)历史序列，并结合地基观测数据进行验证，在此基础上探究了杭州市AOD时空分布特征，对比分析了杭州市AOD与空气质量指数(AQI)时间序列，同时对AOD进行标高垂直订正和湿度订正，最终开展订正前后的AOD与AQI的相关性分析研究，结果表明: (1)依据地面3个观测站点资料对AOD反演结果进对比验证，结果显示3站点实测值与反演值之间相关系数均在0.7以上，3站点平均绝对误差为0.16，平均相对误差为33％，反演结果相对可靠。 (2)在2003-2015年期间，杭州市AOD时间变化特征为:AOD年均值虽有小幅波动，但整体无明显上升或下降趋势，2008年AOD年均值最高，2013年最低;春、夏季AOD均值较高，大于秋、冬季;AOD月均值在1-6月呈现增加趋势，并在6月最大，随后在7-12月呈减小趋势;通过KZ滤波对AOD反演序列进行尺度分解，长期分量表明杭州市AOD总体表现为先增加后减小的变化特征，并于2008年达到峰值。 (3)2003-2015年杭州市AOD空间分布特征表现为:总体而言，东北地区高西南地区低，最高值区域主要分布于杭州市中心，次高值分布于江干区、余杭区东部、萧山区东部;杭州市AOD逐年高值区域面积呈先增大后减小趋势;季节空间分布上，春夏季高值区域面积大于秋冬季;基于MK检验方法分析AOD空间变化趋势，其结果显示杭州市大部地区AOD在2003-2008年呈现显著增加趋势，但整个研究时段内无显著变化。 (4)杭州市近2年空气质量整体为良，表现为PM2.5污染（全年）和O3污染（夏季）双高特征。AOD与AQI序列波动整体一致，整体呈现正相关，二者在夏半年波动特征几乎吻合，同时，经订正后的AOD在冬半年与AQI的相关系数明显提高。