二氧化硫(Sulfur dioxide, SO2)是大气中一种重要的痕量气体,也是数量最大、分布最广、对人类影响最严重的气体污染物之一。SO2沉降可危害人类健康和生态环境,给国民经济和人民财产带来巨大损失。由于经济的快速发展,我国向大气中排放的SO2及其他污染物在过去20多年不断增多,我国东部地区已成为全球SO2污染最严重的地区。大气中SO2等酸性污染气体的大量排放,是酸雨形成的必要条件,随着SO2排放的增多,我国酸雨污染也日趋严重。我国酸雨区主要分布于华中、华东、西南和华南沿海地区、华北大部分和东北地区东南部,大体呈东北—西南走向,西南和华南地区酸雨污染最为严重,长江以南地区成为全球强酸雨中心。近年来长江以南酸雨区已连成一片,并有向长江以北地区和长江中下游地区扩展的趋势。因此,研究我国对流层S02的时空变化特征以及S02与酸雨污染的关系具有重要的意义。本研究利用SCIAMACHY传感器反演的2004-2010年对流层S02垂直柱浓度数据产品,采用ArcGIS地统计分析方法,结合气象、地形、土地覆盖、REAS人类活动排放清单、人口密度和GDP等辅助数据,分析了中国区域上空SO2垂直柱浓度的的时空分布及变化规律及主要其影响因素,并以浙江省为例,分析了对流层S02与酸雨格局及污染来源的关系。研究结果表明：(1)我国对流层S02垂直柱浓度时空分布极不均衡,华北、华东地区的S02垂直柱浓度值最高,广大西部和东北北部地区S02柱浓度较低。环渤海经济区、长江三角洲经济区和珠江三角洲经济区的SO2柱浓度远高于全国平均水平,其中环渤海经济区S02柱浓度值最高,且居于全国之首。从分省来看,山东、天津、河北、河南、江苏等省份的S02柱浓度最高,新疆、西藏、台湾、海南、黑龙江等省份的S02柱浓度值最低。(2)根据中国对流层S02浓度的趋势特点,32个省份可大致分为5类,其中华北地区几个省份类别一致或相近,西部地区及黑龙江、海南、台湾等省份类别一致或相近。聚类结果充分表明人类活动对对流层SO2空间分布及变化具有决定性的影响,另外气候条件、地形、海陆位置分布等因素对S02空间也产生重要的影响。(3)我国对流层S02垂直柱浓度季节变化明显,11、12、1月S02柱浓度最低,3、4、5月S02柱浓度最高。三大经济区的S02柱浓度季节波动显著,环渤海和长江三角洲经济区S02柱浓度呈现冬季、春季高而夏季、秋季低的特点,珠江三角洲经济区上空S02柱浓度则呈现夏季、秋季高而春季、冬季低的特点。(4)从S02垂直柱浓度多年变化来看,2004年最低而2010年最高,中间呈现升高—降低—升高的过程。由于硫排放限制措施的严格实施,2006年后我国的S02排放出现下降趋势,2007年是对流层SO2变化的是转折点,但2010年S02柱浓度又有大幅度的升高,原因还需进一步研究。三大经济区S02柱浓度的年变化趋势基本一致。(5)气象条件、地形、气象因子、土地覆盖、人口密度和GDP等因素均会影响对流层S02的空间分布及时间变化。分析发现气象因子中气温对对流层SO2的影响最大,相关系数最高(3年平均相关系数0.4964)。就三大经济区而言,各气象因子对S02柱浓度分布及变化的影响差异显著：环渤海经济区影响因素主要为气温,3年相关系数为0.7379；长江三角洲经济区与气温和降水量均表现为显著负相关性,相关系数分别为-0.6541和-0.8161；珠江三角洲经济区的影响因素主要为气温,相关系数为0.4278。REAS人类活动SO2排放清单与对流层S02相关性显著,相关系数达0.7907。从土地覆盖类型与S02关系来看,人类居住和活动的区域S02柱浓度更高,表现为人工表面和农田上空的S02高浓度。(6)SO2是酸雨形成的重要前体物,会影响酸雨的分布和变化。通过浙江省2009-2010年酸雨分布来看,重酸雨区主要分布在人口密集、工农业发达的中北部地区以及东部和西部地区,酸雨污染1季度最重,3季度最轻。分析表明降水pH与对流层S02柱浓度空间分布存在一定的负相关。通过后向气流轨迹分析发现,浙江省酸雨的形成除受本地源影响之外,还受到周边省市远距离传输的影响。