针对不同土地覆盖类型特别是作物空间分布, 提出一种顾及火点像元地物类别先验概率的排放因子加权策略, 并结合热辐射功率 (FRP) 昼夜周期分布的假设, 建立了我国逐日 1 km 的田块尺度露天生物质燃烧氮氧化物 (NO x ) 遥感排放清单。为验证 FRP 昼夜周期分布假设的合理性, 与 Himawari-8 FRP 反演结果进行比较, 两者相关系数约为 0.65。 同时, 为验证排放清单的有效性, 将估算结果与全球火情数据库 (GFED)、湖北省内三个环境监测站点观测资料、臭氧监测仪 (OMI) 遥感观测数据等进行了对比验证。对比结果显示所建立的排放清单与其中两站点观测数据的相关系数分别为 0.56 和 0.65, 与 GFED 数据库以及 OMI 数据具有较好的一致性, 且具有更高的时空分辨率。

基于不同来源含碳气溶胶具有不同光学吸收特性的原理, 采用黑碳仪模型对杭州市含碳气溶胶进行来源解析。结合气溶胶飞行时间质谱仪和黑碳仪数据, 对黑碳仪模型参数进行校正。通过分析2015年杭州市朝晖环境监测站点的黑碳仪数据, 解析化石燃料和生物质燃料的燃烧对朝晖地区含碳气溶胶的贡献率及其变化规律。结果表明, 2015年化石燃料燃烧对朝晖地区含碳气溶胶的年均贡献值为15.4 μg/m3, 年均贡献率为71.8%; 生物质燃料对含碳气溶胶的月均贡献率为20%~38%, 7月份贡献率最小, 12月份贡献率最大, 各月份的贡献率存在明显阶梯性变化。含碳气溶胶吸收指数没有体现出本地早晚高峰现象, 该现象可能是由于外地传输引起的。上述研究为识别杭州市能源消费结构和大气治理提供一定的理论与实验支持。

生物质燃烧是全球痕量气体和颗粒物排放的重要来源,对全球的空气质量、气候变化以及人类健康有显著的影响;生物质燃烧排放的准确估算对全球气候 变化、区域空气质量评估预测研究具有重要意义。近20年来,基于卫星遥感的生物质燃烧排放估算研究得到了长足的发展,从以下四个方面对相关研究 进展进行了系统介绍: 1)基于燃烧面积和火辐射功率遥感产品的生物质燃烧排放估算方法; 2)燃烧排放估算中关键参量(在燃火点、燃烧面积、火点辐 射功率)获取方法及相关产品; 3)生物质燃烧排放清单产品; 4)对生物质燃烧排放估算未来研究方向进行了展望。

露天生物质燃烧是重要的大气污染物排放源, 导致空气质量恶化并引起气候变化。 卫星遥感数据能够提供大尺度、 多时相的监测信息, 然而燃烧火点监测和火烧迹地监测两种方式都存在着局限性。 以美国东南部地区为研究区域, 通过结合卫星遥感获取的高分辨率燃烧面积数据及多时相的燃烧火点数据, 建立时空匹配模型估算露天生物质燃烧过火面积。 通过分析植被燃烧前后的光谱变化特征, 基于高分辨率的Landsat-5 TM4波段(0.84 μm)与7波段(2.22 μm)数据, 利用差分归一化燃烧比(dNBR: the differential normalized burn ratio)提取燃烧面积数据; 而燃烧火点数据则通过分析燃烧植被的热红外光谱特征利用MODIS 4与11 μm波段数据提取。 结果显示, 该地区燃烧面积与燃烧火点数量之间相关系数达0.63, 并且二者之间的比例关系随植被类型而发生变化, 林地、 草地、 灌木、 耕地和沼泽五种植被类型对应的像元燃烧面积分别为0.69, 1.27, 0.86, 0.72和0.94 km2。 通过与美国火灾中心(national interagency fire center, NIFC)地面调查数据比对, 模型估算的美国东南部过火面积数据较为精确, 而同期的MODIS燃烧面积产品(MCD45)及燃烧源清单产品(global fire emissions database, GFED)遗漏了该区域大量的小面积燃烧事件。 因此, 本研究建立的过火面积估算模型能够提供更为精确的排放源参数信息, 有利于区域空气质量模式准确地模拟露天生物质燃烧排放状况。