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华北是亚洲气溶胶高污染地区之一。大量的人为污染排放和自然沙尘输送导致华北地区气溶胶时空变化非常复杂,所产生的气候环境效应十分突出,不确定性也非常大。基于各种探测手段深入研究华北地区气溶胶时空分布特征具有重要科学意义。本文采用中国环境监测中心提供的华北地区124个大气环境监测站PM2.5（空气动力学直径小于或等于2.5μm细颗粒物）小时浓度、2014年冬季北京实验室测得的气溶胶化学成分分析资料、中国气溶胶研究网络（CARSNET）华北地区7个台站气溶胶光学厚度（AOD）数据、中分辨率成像光谱仪（MODIS）二级AOD产品和研究与应用分析现代再分析第二版本资料（MERRA-2）,针对华北地区卫星遥感PM2.5中数据采样率问题和MERRA-2再分析PM2.5精度问题开展数据分析研究,并重点探讨了华北地区PM2.5日变化,主要结论如下:在有云或地表有雪覆盖情况下,卫星不能提供AOD产品,甚至在高污染条件下,卫星云检测算法往往将高污染误判为云,因此卫星AOD产品观测数据获取率有非常明显的时空变化,华北地区尤为明显。研究结果表明华北冬季MODIS暗地表算法（DT）AOD产品区域平均采样率仅为4%,其他季节在30%左右,MODIS深蓝（DB）算法可有效补充DT采样的不足,特别是冬季,使得DT和DB融合AOD采样率在华北四季均超过30%。分析结果表明有MODIS/AOD和无AOD两种条件下,PM2.5浓度有一定差异,特别是太行山前华北重污染带,秋季和冬季二者之差可达8.5-11.2μg/m-3,个别站点的PM2.5差异甚至超过了20μg/m-3。上述结果表明AOD采样率问题需要被慎重考虑,否则基于卫星遥感的PM2.5季节平均浓度将存在系统偏差。华北地区气溶胶及其成分的空间和时间变化为验证模式模拟数据提供了良好的测试平台。本文利用独立的地基测站和遥感产品详尽评估了现代再分析资料第2版（MERRA-2）AOD和PM2.5产品在华北地区的适用性,个例分析中对MERRA-2气溶胶成分也进行了评估。虽然MERRA-2同化了几种卫星和太阳光度计AOD产品,但MERRA-2 AOD系统地小于独立的太阳光度计测量数据。低估范围从夏季的0.09（13%）到春季的0.17（33%）,并且几乎没有空间依赖性。虽然MERRA-2的AOD相对较低,但还是可以再现AOD的日间变化。除夏季外,MERRA-2在所有季节PM2.5浓度低于地面测量,其中在冬季（44μgm-3）低估达到最大值。但是MERRA-2无法再现PM2.5的日间变化。2014年冬季的个例中对MERRA-2气溶胶成分的评估表明,MERRA-2难以再现气溶胶及其成分的日变化。这可能是由于MERRA-2缺乏对硝酸盐气溶胶(在严重污染的天气中硝酸盐气溶胶占PM2.5浓度的20%)的模拟以及Goddard化学、气溶胶辐射和传输模式（GOCART）的不足。华北地区的AOD日间变化平缓,区域平均均值范围为0.29-0.52。但是PM2.5的日间变化呈现出明显的波动,具体表现为日出后PM2.5开始下降,日落后开始上升,在上午9时许和最低值出现在下午。