基于衛(wèi)星高光譜遙感的2007年—2017年新疆地區(qū)大氣NO2時(shí)空變化趨勢(shì)分析

蘇錦濤，張成歆，胡啟后，劉浩然，劉建國(guó)

1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230026 2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機(jī)械與精密儀器系，安徽 合肥 230026 3.中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所環(huán)境光學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230031 4.安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院，安徽 合肥 230601

引 言

氮氧化物NOx(包括NO2和NO)在大氣中是重要的反應(yīng)性痕量氣體，是大氣排放管控中需要重點(diǎn)關(guān)注的污染物。在對(duì)流層中，NOx是臭氧以及二次氣溶膠的重要前體物[1]，還會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成[2]；在平流層中，NOx通過(guò)NO+O3→NO2+O2，NO2+O→NO+O2的循環(huán)反應(yīng)能催化臭氧分解，同時(shí)通過(guò)ClO+NO2+M→ClNO3+M等的反應(yīng)抑制鹵素導(dǎo)致的臭氧分解[3]。氮氧化物通過(guò)呼吸作用會(huì)影響人體肺部功能，進(jìn)而引發(fā)呼吸道等相關(guān)疾病危害健康[4]。大氣中NOx來(lái)源分為自然與人為源：自然源主要包括生物質(zhì)燃燒等，人為排放主要包括交通源，工業(yè)源，尤其是能源行業(yè)[5]。

從2011年開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始淘汰落后產(chǎn)能，大力推廣脫硫脫硝設(shè)備以及車(chē)輛尾氣處理裝置。2013年《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)大氣十條)出臺(tái)后，NOx等一次污染物得到有效的控制，全國(guó)整體NO2呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在之前的研究中，已經(jīng)有學(xué)者對(duì)中國(guó)2005年—2017年的NO2變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)東部地區(qū)，尤其是長(zhǎng)三角等發(fā)達(dá)地區(qū)NO2水平出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，其中2017年京津冀、長(zhǎng)三角、四川盆地分別相對(duì)2012年下降了74.1%，45.1%，33.2%[6-7]。伴隨著我國(guó)“西電東送”、“西氣東輸”的能源政策實(shí)施以及相關(guān)能源基地的建設(shè)，新疆等地在加快能源開(kāi)采加工的同時(shí)大氣污染也逐漸加劇。

常用的大氣污染監(jiān)測(cè)手段有大氣監(jiān)測(cè)站的化學(xué)原位測(cè)量、基于光學(xué)遙感的地面雷達(dá)和光譜儀監(jiān)測(cè)等。地面監(jiān)測(cè)方法雖然在空氣質(zhì)量常規(guī)監(jiān)測(cè)中具有重要作用，但由于空間覆蓋有限，實(shí)時(shí)性不足，在較大空間尺度以及長(zhǎng)時(shí)間范圍的研究中存在不足。近十多年來(lái)逐步發(fā)展起來(lái)的衛(wèi)星遙感觀測(cè)手段具有不受地域限制，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，觀測(cè)污染物種類(lèi)多等優(yōu)勢(shì)，在最近的研究中已經(jīng)得到廣泛的使用[8-10]，在NO2，SO2，O3，HCHO等一次和二次大氣污染物的觀測(cè)中起到重要作用。近年以來(lái)，我國(guó)空氣質(zhì)量研究主要關(guān)注于我國(guó)京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等東部熱點(diǎn)污染區(qū)域，對(duì)于油氣資源豐富而生態(tài)環(huán)境脆弱的西北地區(qū)關(guān)注較少。衛(wèi)星NO2遙感可以有效彌補(bǔ)這一短板，用于缺少長(zhǎng)時(shí)間地面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的新疆地區(qū)。

OMI臭氧探測(cè)儀(ozone monitoring instrument)自2005年開(kāi)始在軌運(yùn)行，具有較高的探測(cè)信噪比和空間分辨率[11](13×24 km2)，已經(jīng)被廣泛用于大氣污染的時(shí)空變化趨勢(shì)探測(cè)、排放源估計(jì)以及模式的同化和驗(yàn)證等科學(xué)應(yīng)用[12-14]?；贠MI衛(wèi)星原始光譜數(shù)據(jù)的中國(guó)科大OMI NO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在光譜和儀器函數(shù)定標(biāo)、先驗(yàn)大氣參數(shù)廓線(xiàn)輸入等方面做了許多優(yōu)化，在地基驗(yàn)證中取得了優(yōu)于官方產(chǎn)品的一致性對(duì)比結(jié)果，因此更適合于中國(guó)地區(qū)NO2污染趨勢(shì)分析[10,15]。選取2007年—2017年新疆地區(qū)的OMI觀測(cè)對(duì)流層NO2柱濃度數(shù)據(jù)，重點(diǎn)分析烏昌石地區(qū)大氣NO2變化以及發(fā)展趨勢(shì)，為國(guó)家能源戰(zhàn)略調(diào)整以及新疆發(fā)展背景下的大氣環(huán)境治理提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 衛(wèi)星高光譜反演大氣污染物原理

在衛(wèi)星監(jiān)測(cè)手段中，大氣中的污染物成分可以簡(jiǎn)單通過(guò)朗伯比爾定律求解獲取。但是通常因?yàn)闇y(cè)量光譜存在的波長(zhǎng)偏移、拉伸和儀器函數(shù)變化等定標(biāo)問(wèn)題，以及大氣輻射傳輸中的轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼散射(Ring)等非線(xiàn)性效應(yīng)的影響，需要對(duì)測(cè)量的大氣天頂反照率光譜進(jìn)行修正[16]。圖1(a—j)給出了基于衛(wèi)星測(cè)量的地球輻亮度和太陽(yáng)輻照度光譜，以及實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的痕量氣體特征吸收譜線(xiàn)，在405～460 nm波段對(duì)大氣中NO2的差分光學(xué)吸收厚度進(jìn)行非線(xiàn)性擬合的一個(gè)典型示例。在具體污染物反演中，由于測(cè)量出的大氣光學(xué)吸收厚度不僅取決于痕量吸收氣體的濃度，還與大氣中的光子傳輸路徑有關(guān)，所以，需要利用大氣輻射傳輸模式(RTM)計(jì)算有效光子路徑與垂直路徑的比值，即大氣質(zhì)量因子(AMF)；然后通過(guò)AMF可以將測(cè)量光譜反演得到的氣體SCD(斜柱濃度)轉(zhuǎn)化為VCD(垂直柱濃度)。

圖1 衛(wèi)星NO2光譜反演示例(a)：原始光譜(黑)與參考光譜(紅)；(b):殘差；(c):O2;(d):O3;(e):O4;(f):NO2;(g):Ring效應(yīng)；(h):H2O的測(cè)量與擬合曲線(xiàn)(黑與紅)；(i):擬合多項(xiàng)式曲線(xiàn)；(j):偏差曲線(xiàn)Fig.1 An example of NO2 spectral retrieval from satellite(a):The original spectrum (black),reference spectrum (red),measurement and fitting curve of (b):residual;(c):O2;(d):O3;(e):O4;(f):NO2;(g):Ring effect；(h):H2O (black and red);(i):Fitting polynomial;(j):Line offset

1.2 中國(guó)科大OMI NO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品

OMI是搭載在NASA地球觀測(cè)系統(tǒng)Aura衛(wèi)星上的四個(gè)探測(cè)器之一，每天過(guò)境我國(guó)時(shí)間約為13:30，可以提供地球輻亮度和太陽(yáng)輻照度的光譜測(cè)量[11]。其中，OMI搭載的二維CCD(電荷耦合元件)可以分別記錄入射光的光譜與空間信息，光譜覆蓋波段為270～500 nm，光譜分辨率約為0.6 nm，星下點(diǎn)的空間分辨率能達(dá)到13×24 km2。本研究使用的NO2數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)基于OMI衛(wèi)星原始光譜開(kāi)發(fā)的、考慮中國(guó)高氣溶膠背景的優(yōu)化數(shù)據(jù)產(chǎn)品[17-18]。前期的地基驗(yàn)證和對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究表明，中國(guó)科大的OMI NO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品有著更高的精度，適用于中國(guó)區(qū)域的大氣污染物成分分析[19-21]。

NO2反演方法主要包括以下步驟：(1)首先基于OMILevel1原始光譜數(shù)據(jù)，利用非線(xiàn)性最小二乘擬合的方法[22]獲取NO2的SCD(斜柱濃度)；(2)根據(jù)大氣中平流層NO2柱濃度隨經(jīng)度變化梯度小，以及在太平洋等背景區(qū)域的對(duì)流層NO2貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)，開(kāi)發(fā)算法對(duì)整層柱濃度進(jìn)行估計(jì)并扣除平流層貢獻(xiàn)；(3)使用輻射傳輸模式計(jì)算NO2的AMF，將SCD轉(zhuǎn)化為VCD(垂直柱濃度)。在將軌道數(shù)據(jù)網(wǎng)格化的過(guò)程中，使用了P樣條插值技術(shù)，并過(guò)濾了云輻射量大于0.6或光譜反演殘差較大的像元，最終得到中國(guó)地區(qū)(70°—130°E，15°—50°N)每日0.1°× 0.1°分辨率的NO2VCD產(chǎn)品[18]。

1.3 MEIC人為排放源模型數(shù)據(jù)

MEIC(中國(guó)多尺度排放清單模型，http://www.meicmodel.org)是一套由清華大學(xué)維護(hù)的中國(guó)大氣污染物和溫室氣體排放清單模型，提供自1990年至今的相關(guān)污染物以及溫室氣體數(shù)據(jù)。通過(guò)整合亞洲排放清單[23]，同時(shí)建立電廠排放數(shù)據(jù)庫(kù)[24]，提高機(jī)動(dòng)車(chē)污染排放表征分辨率[25]，模型可以提供高精度的人為排放數(shù)據(jù)。

本研究選擇新疆地區(qū)2008年，2010年，2012年，2014年，2016年的網(wǎng)格化人為源NOx年均數(shù)據(jù)(MEIC v.1.3)，精度0.25°×0.25°。通過(guò)對(duì)新疆總體地區(qū)進(jìn)行人為源數(shù)據(jù)提取，用于分析NO2變化成因，其中由于NOx的農(nóng)業(yè)污染源在新疆影響甚微，只考慮工業(yè)源，交通源，生活排放源以及能源排放源。

1.4 研究區(qū)域介紹

新疆維吾爾自治區(qū)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新疆”)位于我國(guó)西北地區(qū)(73°40′—96°23′E，34°22′—49°10′N(xiāo))，礦產(chǎn)資源豐富，其中石油預(yù)測(cè)資源量占全國(guó)陸上資源量的30%，天然氣占34%，煤炭占40%(圖2)。1997年—2015年期間，新疆火電，焦炭以及石油產(chǎn)量在全國(guó)產(chǎn)量的比重逐漸上升；同時(shí)2011年—2016年期間，其N(xiāo)Ox和SO2在全國(guó)排放量的比重也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖2 新疆維吾爾自治區(qū)主要煤化，石化工業(yè)基地分布Fig.2 Distribution of major coal and petrochemical industrial bases in Xinjiang Uygur Autonomous Region

“烏魯木齊—昌吉—石河子”地區(qū)(以下稱(chēng)“烏昌石地區(qū)”)是2013年國(guó)家公布重點(diǎn)培育的城市群區(qū)域：2012年，“烏昌石”三市經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值之和占新疆總產(chǎn)值的33%以上；2006年—2017年期間，新疆各經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)在烏魯木齊市及周邊聚集分布。烏昌石地區(qū)工業(yè)園區(qū)分布集中，其中火力發(fā)電行業(yè)集中于昌吉市，瑪納斯縣與石河子市，石油，煤炭等開(kāi)采加工行業(yè)集中于烏魯木齊市，昌吉市，呼圖壁縣和沙灣縣。

2 結(jié)果與討論

2.1 空間分布

結(jié)合NO2數(shù)據(jù)，繪制污染水平的空間分布圖以及年均變化率[圖3(a—e)]，污染水平(0.00～2.00×1016molecules·cm-2)，年均變化率[d：0～10.0×1014molecules·cm-2·yr-1，e：0～(-15.0×1014) molecules·cm-2·yr-1]?？傮w來(lái)看：2007年—2017年期間，新疆NO2污染集中分布于北疆地區(qū)，大部分南疆地區(qū)維持較低排放水平；污染區(qū)域呈現(xiàn)以烏魯木齊市為中心塊狀分布(烏魯木齊市新市區(qū)和米東區(qū)最嚴(yán)重)，其他污染區(qū)點(diǎn)狀分布的特點(diǎn)；NO2污染水平年均變化率較大的地區(qū)明顯集中：在2007年—2013年期間，大部分北疆地區(qū)污染有顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)，且增長(zhǎng)最快的區(qū)域位于烏魯木齊市及周?chē)貐^(qū)(烏昌石地區(qū)，p-value<0.05)；在2014年—2017年期間有明顯的下降趨勢(shì)，降幅最大的地區(qū)為烏昌石地區(qū)以及克拉瑪依—獨(dú)山子區(qū)(p-value<0.10)。

圖3 NO2濃度水平空間分布(a)：新疆NO2污染2007年—2017平均分布(白色框?yàn)闉醪貐^(qū))；(b，d)：2007年—2013年平均濃度以及年均變化率(p-value<0.05)；(c，e)：2014年—2017年平均濃度以及年均變化率(p-value<0.10)Fig.3 Spatial distribution of NO2 concentration(a):The average distribution of NO2 pollution in Xinjiang from 2007 to 2017 (White box shows Wuchangshi Area)；(b,d):average concentration and relative change rate from 2007 to 2013 (p-value<0.05)；(c,e):2014 to 2017 Average concentration and relative change rate(p-value<0.10)

新疆各研究區(qū)域NO2污染存在顯著相關(guān)性。通過(guò)對(duì)各地區(qū)2007年—2017年月平均NO2數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：新疆總體與烏昌石地區(qū)NO2污染有很強(qiáng)的相關(guān)性(r=0.942，p-value<0.01)，而烏昌石地區(qū)與主要城市昌吉市，烏魯木齊市也存在強(qiáng)相關(guān)性(r=0.982，p-value<0.01；r=0.951，p-value<0.01)。

2.2 時(shí)間變化

通過(guò)上述NO2污染空間分布分析，得出新疆NO2的濃度水平與變化分布特征，以及需要重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。以下列舉出2007年—2017年期間，各研究地區(qū)年平均以及烏昌石地區(qū)主要研究時(shí)期的NO2數(shù)據(jù)變化，并進(jìn)行時(shí)間尺度的變化趨勢(shì)分析。

2.2.1 新疆地區(qū)年均變化(2007年—2017年)

利用新疆各地區(qū)年平均NO2濃度數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，繪制2007年—2017年新疆總體，烏昌石地區(qū)，克拉瑪依—獨(dú)山子區(qū)，烏魯木齊市，昌吉市，石河子市，五家渠市的年均濃度變化圖像，即為圖4(a)；同時(shí)以2007年作為基底，得到新疆總體，烏昌石地區(qū)的相對(duì)變化，NO2數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。以2008年為基底，得到新疆主要人為排放源(發(fā)電站，生活源，工業(yè)源，交通源)相對(duì)變化，即為圖4(b)。

表1 新疆各地區(qū)2007年—2017年平均NO2濃度數(shù)據(jù)(單位：1015 molecules·cm-2)Table 1 Average NO2 concentration data of various regions in Xinjiang from 2007 to 2017 (unit: 1015 molecules·cm-2)

表2 烏昌石地區(qū)2007年—2017主要研究時(shí)期NO2數(shù)據(jù)(單位：1015 molecules·cm-2)Table 2 NO2 data in the main research period of 2007—2017 in “Wuchangshi” area (unit: 1015 molecules·cm-2)

圖4 NO2濃度水平年際變化(a)：新疆各地區(qū)NO2年變化；(b)：新疆，烏昌石地區(qū)NO2年相對(duì)變化(相對(duì)于2007年)，新疆人為源排放NOx相對(duì)變化(相對(duì)于2008年)Fig.4 Annual change of NO2 concentration(a)：Annual changes of NO2 in various regions of Xinjiang;(b)：Annual relative changes of NO2 in Xinjiang and “Wuchangshi” area (relative to 2007),and relative changes of anthropogenic NO2 emissions in Xinjiang (relative to 2008)

從新疆各地區(qū)NO2年平均變化來(lái)看，呈現(xiàn)出2010尤其2011年后污染明顯上升，2013年開(kāi)始尤其2014年后明顯下降的一致趨勢(shì)。通過(guò)結(jié)合MEIC提供的網(wǎng)格化人為源排放數(shù)據(jù)分析[圖4(b)]可見(jiàn)：在2008年—2014年間新疆總體工業(yè)排放，尤其是能源發(fā)電排放迅速增長(zhǎng)(相對(duì)于2008年)，這與衛(wèi)星觀測(cè)得到的新疆NO2年際變化一致(相對(duì)于2007年)；在2014年后，工業(yè)排放尤其是能源發(fā)電排放下降明顯，能源發(fā)電行業(yè)2016年排放較2014年降低41.95%，與新疆總體NO2變化以及烏昌石地區(qū)變化趨勢(shì)一致。

2.2.2 烏昌石地區(qū)污染變化

由2.1可知，新疆總體NO2污染與烏昌石地區(qū)存在強(qiáng)相關(guān)性，以下對(duì)烏昌石地區(qū)進(jìn)行著重分析。通過(guò)提取烏昌石地區(qū)NO2月平均數(shù)據(jù)，對(duì)周變化，月變化，不同季節(jié)變化(春：3月—5月，夏：6月—8月，秋：9月—11月，冬：12月—次年2月)以及采暖期和非采暖期變化(烏昌石地區(qū)采暖期為10月—次年4月初)進(jìn)行分析，相關(guān)的數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

從烏昌石地區(qū)污染變化曲線(xiàn)可見(jiàn)[圖5(a—d)]：周末相對(duì)于周中污染水平更高；NO2污染峰值為每年的冬季(12月份最為嚴(yán)重)，此時(shí)處于采暖期；對(duì)2007年—2016年各季度污染水平作Mann-Kendall檢驗(yàn)和Sen’s Slope趨勢(shì)分析(Z，β分別為相應(yīng)構(gòu)造的統(tǒng)計(jì)量)得出見(jiàn)表3：冬季污染有顯著上升趨勢(shì)(查表p=0.000 47<α，β>0，α=0.01)，其他季節(jié)均無(wú)顯著變化趨勢(shì)；采暖期與非采暖期污染水平存在顯著性差異(α=0.01，p-value<0.01)，且采暖期在2007年—2016年有顯著上升趨勢(shì)(查表p=0.004 6<α，β>0，α=0.01)，非采暖期則無(wú)顯著變化趨勢(shì)。

圖5 烏昌石地區(qū)NO2(a)：周變化；(b)：月變化；(c)：季節(jié)變化；(d)：非采暖期—采暖期變化Fig.5 NO2 in the “Wuchangshi” area(a)：Weekly change；(b)：Monthly change；(c)：Seasonal change；(d)：Non-heating period-heating period change

表3 烏昌石地區(qū)2007年—2017年主要研究時(shí)期變化趨勢(shì)檢驗(yàn)Table 3 Changes in the main research period of “Wuchangshi” area from 2007 to 2017

2007年—2017年期間，新疆地區(qū)NO2污染變化呈現(xiàn)出分階段的特征，其中2007年—2010年總體及各地區(qū)差異不大，而進(jìn)入“十二五”時(shí)期(2011—2015)之后，開(kāi)始出現(xiàn)污染快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)：與2010年相比，2014年新疆總體NO2平均水平增長(zhǎng)了18.5%，主要污染區(qū)域?yàn)醪貐^(qū)增長(zhǎng)了41.3%；從人為排放NOx變化[圖4(b)]可見(jiàn)：能源行業(yè)，工業(yè)排放均有顯著增長(zhǎng)(相對(duì)于2010年增長(zhǎng)78.0%，45.1%)，而交通源排放在2012年后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，與汽車(chē)尾氣處理以及高排放車(chē)輛報(bào)廢的政策有關(guān)。按照我國(guó)能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃，新疆成為國(guó)家五大綜合能源基地之一，2014年成為我國(guó)第14個(gè)大型煤炭基地，這與能源工業(yè)排放增加導(dǎo)致的NO2濃度增長(zhǎng)有著密切關(guān)系；由于烏昌石地區(qū)處于天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的核心，2009年烏魯木齊米東區(qū)成立“國(guó)家級(jí)石油化工產(chǎn)業(yè)基地和煤電煤化工特色產(chǎn)業(yè)基地”，2012年五家渠市成立國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，開(kāi)發(fā)區(qū)密集，重化工業(yè)發(fā)展迅速，污染集中且嚴(yán)重；烏魯木齊市米東區(qū)與新市區(qū)NO2濃度最高，與能源加工行業(yè)聚集以及石化基地的建設(shè)有關(guān)?？死斠馈?dú)山子地區(qū)由于“十二五”期間加速建成國(guó)家大型石油化工基地，同時(shí)污染水平也迅速上升。

經(jīng)歷了“十二五”前期NO2濃度迅速增長(zhǎng)的時(shí)期，在2014年后新疆各地區(qū)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。伴隨著2013年“大氣十條”的出臺(tái)，2014年后新疆各研究地區(qū)NO2出現(xiàn)顯著下降，至2017年總體平均濃度下降26.4%，烏昌石地區(qū)下降42.8%(相對(duì)于2014年)；從人為排放NOx數(shù)據(jù)來(lái)看，新疆地區(qū)能源行業(yè)排放顯著下降(2016年相對(duì)于2014年下降42.0%)，可見(jiàn)發(fā)電站脫硝裝置的推行起到了重要作用。

烏昌石地區(qū)與新疆總體NO2濃度變化有很強(qiáng)的相關(guān)性，在污染治理中需要重點(diǎn)關(guān)注。由于烏昌石地區(qū)處于內(nèi)陸且采暖周期長(zhǎng)，能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，且冬季經(jīng)常有逆溫等現(xiàn)象出現(xiàn)，NO2污染難以擴(kuò)散降解。2007年—2016年期間，烏昌石地區(qū)采暖期NO2水平有顯著的上升趨勢(shì)(α=0.01)，2016年冬季烏昌石地區(qū)出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)18天的重污染天氣，表現(xiàn)出氣象因素以及污染排放同時(shí)控制的污染類(lèi)型。烏昌石地區(qū)NO2濃度周變化呈現(xiàn)出周末高于周中的現(xiàn)象，說(shuō)明周末的出行量相對(duì)較大；月變化的峰值為12月份，季節(jié)變化中冬季污染最為嚴(yán)重，與采暖期排放以及氣候因素有著密切關(guān)系。

基于新疆NO2污染時(shí)空變化的特點(diǎn)，在“十三五”發(fā)展規(guī)劃的背景下，新疆能源產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步得到發(fā)展，在治理空氣污染時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注烏昌石地區(qū)，且在采暖期更需加強(qiáng)氣象監(jiān)測(cè)以減少重污染事件的發(fā)生，進(jìn)而提升整體大氣環(huán)境質(zhì)量。

3 結(jié) 論

(1) 通過(guò)衛(wèi)星高光譜遙感分析發(fā)現(xiàn)，2007年—2017年期間，新疆地區(qū)NO2含量變化存在明顯分階段特征：2007年—2010年期間變化不明顯，2011年—2014年為上升階段，2014年—2017年為下降階段，與國(guó)家能源政策的變化以及大氣十條的實(shí)施符合良好，與人為排放NOx變化亦相吻合；

(2) 新疆地區(qū)與烏昌石地區(qū)NO2水平存在強(qiáng)相關(guān)性，而烏昌石地區(qū)與烏魯木齊市，昌吉市也存在良好的相關(guān)性，污染分布與能源基地，工業(yè)園區(qū)等分布密切關(guān)系；

(3) 烏昌石地區(qū)NO2周變化存在周末高于周中的現(xiàn)象，月變化和季節(jié)變化受采暖時(shí)期排放以及氣象因素影響較大；2007年—2016年期間，采暖期的NO2水平存在顯著的上升趨勢(shì)，在未來(lái)大氣污染防治中需要重點(diǎn)關(guān)注。

致謝：感謝清華大學(xué)MEIC模型提供的人為排放數(shù)據(jù)，感謝NASA提供的OMI原始衛(wèi)星光譜數(shù)據(jù)。感謝趙劍軍，周金翼對(duì)本工作的建議意見(jiàn)。