利用卫星遥感资料反演中国地区氮氧化物人为源排放

氮氧化物（NOx）是重要的大气污染物，对近地面臭氧、二次源气溶胶、酸沉降等多种环境污染有显著影响。近年来中国地区的快速工业化和城市化进程导致人为源NOx排放显著增加，可能造成重大环境问题。因此，理解NOx的人为源排放（包括总量和时空分布）对评估其环境危害以及控制其排放源有重要意义。由于传统的自下而上（bottom-up）的排放估计存在较大不确定性，本项目将利用多颗卫星上的多个遥感仪器对对流层二氧化氮（NO2）垂直柱浓度的观测自上而下（top-down）地反演NOx的人为源排放。拟通过长期的连续的地面观测等多种途径评估、校正卫星遥感资料的潜在系统偏差及其季节性。考虑到NO2垂直柱浓度受到NOx的人为源和自然源的共同影响，拟利用人为源的日际变化相对较小而自然源的日际变化存在突变性的特点，通过分解卫星NO2垂直柱浓度的日际变化来较为客观地区分NOx的人为源和自然源。

在本项目的共同资助下，研究小组利用卫星资料反演中国地区氮氧化物排放，取得较好成果。利用人为源与自然源排放的季节变化的显著差异，通过卫星资料反演并区分了人为源与自然源对排放的贡献。反演氮氧化物排放的年际变化，分析中国经济发展、全球金融危机、中国春节假期等不同时间尺度下的经济活动变化对氮氧化物排放的影响。利用卫星二氧化氮和气溶胶光学厚度资料、地面PM10观测数据、大气化学传输模式计算、以及排放清单估计，研究2005年以来中国地区NOx排放变化对颗粒物污染的影响。综合最新的化学机理和观测研究进展、气象要素观测、以及敏感性实验，研究并降低排放反演过程中模式误差的影响。改善卫星二氧化氮资料反演方法，重点改进反演过程中对气溶胶光学作用、云量、云高、地面反射率、先验假设的NO2垂直分布等参数的估计。这些工作很好地完成了项目计划。.在本项目的共同资助下，研究小组结合经济学分析、排放统计和大气化学传输模式计算，研究与中国相关的国际贸易导致的污染物排放变化对中国和全球大气环境的影响。.在本项目的共同资助下，项目负责人以第一作者发表（或被接收）国际SCI论文6篇、国内论文1篇。其中，1篇第一作者论文被美国科学院院刊PNAS接收，3篇第一作者论文发表在ACP，1篇第一作者论文发表在ES&T，1篇第一作者论文发表在ACPD（处于ACP最终审稿中），以及1篇第一作者论文发表在AOSL。.在本项目的共同资助下，项目负责人参加国际会议6次，作邀请口头报告1次、其它口头报告2次、墙报3次。参加国内会议6次，作邀请口头报告1次、其它口头报告5次。.项目负责人获得2012年北京大学物理学院陈互雄青年教师奖。物理学院每年有两人获得该奖项。