生物质燃烧对中国东北地区CO浓度的影响研究摘要：利用Aqua卫星上AIRS传感器的近地表和500hPa气压层高度的CO数据，研究了中国东北地区2012年CO时空分布特征及其变化趋势，并结合MODIS火点资料以及NCEP/NCAR的风场资料，分析了当地的生物质燃烧以及周边国家和地区CO远距离输送对研究区CO浓度的影响。研究结果表明：近地表CO浓度高值出现在冬季和春季，低值出现在夏季和秋季，2011~2013年连续3a的CO浓度与火点数的相关关系均在0.52左右，显著相关。此外，CO的分布还与当地的供暖时间、人口密度和工业分布有关：CO的高值时间与中国东北地区冬季供暖时间基本一致，人口和工业集中地区的CO浓度偏高，人口稀少的内蒙古草原CO浓度值偏低；根据NECP/NCAR的风场资料，中国东北地区500hPa气压层高度全年受来自西伯利亚和蒙古国的西北风影响，东北地区，尤其是内蒙古自治区，西伯利亚和蒙古国常年有大量火点，在500hPa气压层高度的CO浓度受西伯利亚和蒙古国的影响。生物质燃烧能够反映农作物收获时间，CO浓度的时空变化规律也能在一定程度上反映我国农作物的时空分布特征，具有重要的研究意义。1引言CO主要来自于生物质的不完全燃烧以及大气中挥发性有机物（VOCs）的氧化，包括对流层中人类活动、化石燃料燃烧及森林火灾等相关过程。CO是对流层大气污染气体，在大气中含碳量第三，仅次于CO2和CH4，具有较长的生命周期，可以作为污染物在大气中分布变化研究的示踪气体，也是大气边界层O3的主要前体物之一。此外，CO还可以与OH自由基反应，影响大气的氧化能力，间接增加其他温室气体和污染气体的浓度。早在2001年“申奥”时，CO和SO2、NO2、可吸入颗粒物就已经作为4项主要污染物指标列入空气质量监测范围[1]，目前CO是我国《环境空气质量标准》中明确规定的六大环境空气污染物监测项目之一，是环境空气质量指数（AQI）的重要分指数，是与大气环境质量密切相关的重要气体，具有重要的研究意义。生物质燃烧具有季节性、周期性特点，燃烧过程中产生细颗粒物、CO、CO2、氮氧化物等大气污染气体，降低能见度，影响交通安全。全球生物质燃烧主要分布在赤道附近的热带地区以及北半球中、高纬度区域，高温度烟气可以穿透边界层进入自由对流层甚至对流层上部，并沿高层盛行风向在区域、洲际甚至半球尺度上作长距离输送。生物质燃烧的燃烧量与各省市所处气候带、农村生活水平、植被覆盖现状和各种农作物的主要产量有关，其中秸秆是最主要，贡献了98%左右[2]。生物质燃烧加剧会引起CO浓度增加，CO浓度的变化也可以反馈生物质燃烧的时空分布特征。国际上的相关研究主要包括选取合适的算法进行CO的物理反演[3]，选用已有的卫星传感器数据进行CO时空分布研究，采用后向轨迹模式、化学传输模式进行生物质燃烧对污染气体浓度的影响研究[4-5]；国内目前主要从气象学角度分析生物质燃烧对细颗粒物、炭质气溶胶、臭氧等污染气体及其对不同区域大气成分或环境的影响[6-8]，或者选取CO卫星遥感数据与大气本底站观测数据进行全国或区域尺度的CO时空分布研究[9-11]。环境问题已经引起了全球的普遍关注，关系着人类健康和社会可持续发展，生物质燃烧对CO浓度的影响是其中的关键问题之一，目前国内外的研究多集中在大区域尺度，如全球或全国尺度，在小区域尺度上，尤其是中国东北地区的相关研究还少有开展；且在CO浓度与生物质燃烧的定量关系上研究较少。为此，本文结合多种数据进行了研究和说明。2数据与方法2.1研究区介绍本文中的东区地区是指广义上的东北，包括东北三省（黑龙江省、辽宁省和吉林省）和内蒙古自治区东北的三市两盟（呼伦贝尔市、通辽市、赤峰市、兴安盟、锡林郭勒盟，也称内蒙古东五盟市），经纬度范围为38°40′~53°30′N，115°05′~135°02′E。中国东北地区地处温带、寒温带大陆性季风气候区，夏季高温多雨，冬季严寒干燥，近年来呈现暖干化发展态势。西伯利亚是俄罗斯在北亚的一片广阔地带，与中国东北地区北部接壤，地处中高纬度，冬季寒冷漫长，夏季温和短暂。蒙古国与我国北部地区接壤，地处蒙古高原，属于大陆性温带草原气候，冬季严寒漫长，夏季干热短暂。2.2数据及处理Terra和Aqua卫星是美国...