SDG11 可持续城市和社区
中国城市细颗粒物（PM2.5）监测与分析（2019）
尺度级别：国家
研究区域：中国
细颗粒物（PM2.5/PM10，大气动力学直径小于2.5/10μm）已成为中国大气污染的首要污染物，已严重影响人类生活健康。自2012年起，随着国家环保相关部门重视，地基监测站点逐年增加，但分布不均匀性导致部分地区无有效监测数据，空间连续性存在不足；同时，由于长期缺乏细颗粒监测控制网，历史数据难以获取，阻碍细颗粒物在流行病学和健康效应研究。卫星遥感技术具有时间序列长、空间覆盖广等优势，有效弥补站点观测不足，已被科学家大量用于估算区域PM2.5（PM10）浓度，较好反映细颗粒在空间上的连续变化。
对应目标：11.6 到2030年，减少城市的人均负面环境影响，包括特别关注空气质量，以及城市废物管理等
对应指标：11.6.2 城市细颗粒物(例如PM2.5和PM10)年度均值（按人口权重计算）
方法
利用卫星反演的气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）估算近地面颗粒物的方法较多，不同方法各有优势，可用于估算历史PM2.5的时空分布特征，对公共健康的评价具有重要的应用价值。为分析近几年中国地区重点城市PM2.5变化，本研究根据人口权重计算出重点城市建成区2010-2018 年PM2.5年均浓度，计算方法如下（Shaddick et al., 2016）：
Cagg=SUM（Cnat×Pnat)/SUM(Pnat）
Cagg 是区域/全球估计；Cnat是国家估计；Pnat是国家人口。
所用数据
遥感数据及相关产品包括基于MODIS气溶胶产品、MODIS时间序列植被指数数据；
监测数据包括：中国环境监测站大气成分；
气象数据：欧洲中期天气预报中心再分析资料。
结果与分析
基于NASA Terra 及Aura卫星MODIS载荷的AOD全球二级产品，估算中国地区2010-2018年各年平均的PM2.5浓度，分布如下图所示。从全国尺度来看，PM2.5的空间分布与人口或工业产业的聚集程度呈明显正相关，高值多集中在中东部城市化与工业化发达的地市或城市群。从时间变化来看，2013年至2018年全国平均的PM2.5含量逐年下降，其中京津冀、成渝、长三角和珠三角等城市群下降趋势更为明显，体现了我国近几年来大气污染综合防治的显著成效。
图1. 2010-2018年中国PM2.5年均分布图
| 成果要点 |
| 提供中国2010-2018年度平均PM2.5数据产品。 |
展望
技术创新层面，未来将继续探索深度学习方法，引入更多与相关指标参数为提高估算精度；并探索影响大气中污染物机制和源分布，推进大气环境研究。
应用推广方面，“一带一路”沿线地区是全球人口高密度地区，大气环境影响着人类健康，是公众首要关心问题。未来通过构建高时空分辨率数据，完善和推动PM2.5、臭氧等公共健康密切相关的产品进步和落地应用。同时还需要政府、社会等用户力量的引导和支撑。
联系我们
地球大数据科学工程专项SDG工作组
地址:北京市海淀区邓庄南路9号
电话:86-10-82178900 传真:86-10-82178980 邮编:100094
网站:www.sdgs.casearth.cn 发送电子邮件至:casearth@radi.ac.cn