基于混合效应模型的京津冀地区PM2.5日浓度估算

摘要

利用2016年182d的MODIS 3km AOD数据与地面监测数据,评估了混合效应模型不同参数组合的模拟性能,得出模型在解释AOD-PM2.5关系时,对时间序列变异的解释能力要比空间差异更佳.在此基础上,利用混合效应模型建立京津冀地区每日的AOD-PM2.5关系,模型拟合R2为0.92,交叉验证调整R2为0.85,均方根误差(RMSE)为12.30μg/m3,平均绝对误差(MAE)为9.73μg/m3,说明模型拟合精度较高.基于此模型估算的2016年京津冀地区年均PM2.5浓度为42.98μg/m3,暖季(4月1日～10月31日)为43.35μg/m3,冷季(11月1日～3月31日)为38.52μg/m3,与同时期的地面监测数据差值分别为0.59,0.7,5.29μg/m3.空间上,京津冀地区的PM2.5浓度呈现南高北低的特征,有一条明显的西南-东北走向的高值区.研究结果表明,基于每日混合效应模型可以准确评估京津冀地区的地面PM2.5浓度,且模型估算的PM2.5浓度分布状况为区域大气污染防治提供了基础的数据支撑.