• 关键词：MODIS  气溶胶光学厚度  集合经验模态分解(EEMD)  时空特征  京津冀鲁豫晋陕

• 基金项目：国家自然科学基金（No.41071271）；陕西省自然科学基础研究计划（No.2015JM4132）

• 刘状
• 西北大学城市与环境学院, 西安 710127

• 孙曦亮
• 西北大学城市与环境学院, 西安 710127

• 刘丹
• 西北大学城市与环境学院, 西安 710127

• 王旭红
• 1. 西北大学城市与环境学院, 西安 710127;2. 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室, 西安 710127

• 祝新明
• 西北大学城市与环境学院, 西安 710127

• 闫大江
• 西北大学城市与环境学院, 西安 710127

• 摘要：利用2001年3月—2017年2月MODIS MOD08M3遥感反演气溶胶光学厚度产品数据，结合GIS统计分析方法和集合经验模态分解方法（EEMD），对中国北方京津冀鲁豫晋陕7个省市的气溶胶光学厚度时空特征进行分析.结果表明：①从空间分布特征来看，人口密度与AOD空间分布有着直接的联系.一方面，地形因素主要通过影响人口分布来间接的影响AOD空间分布，另一方面地形因素还可以影响气溶胶的水平扩散，这使得AOD的空间变化梯度在平原和山脉交界处急剧增大，形成了AOD空间分布与地形高度契合的分布特征，因此地形因素是中国北方AOD空间分布重要的影响因素之一.②从时变特征来看，将EEMD应用于AOD时间序列变化研究，可以从频率域的角度提取不同尺度变化的规律和特征，AOD时间序列变化是由多个波动规律叠加在一起的最终结果，具体包括：年际间变化情况（IMF5）、季节性波动（IMF3）、时间间隔为12个月的人为事件波动（IMF2）、突发事件和情况（IMF1）.这些结果有助于研究AOD时空变化原因和北方地区的气候环境.

• Abstract：This paper analyzed the spatio-temporal variations of Aerosol Optical Depth (AOD) over seven provinces in northern China (i.e. Beijing, Tianjin, Hebei, Shandong, Henan, Shanxi and Shaanxi) from March 2001 to February 2017 based on MOD08M3 product, using GIS statistical analysis technology and the Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method. Results showed that:① In view of spatial features, there was a direct relationship between population density and the spatial distribution of AOD. From one aspect, terrain factors mainly affect the spatial distribution of AOD by affecting population density. From other aspect, the topographic factors can also affect the horizontal diffusion of aerosols, which makes the spatial variation gradient of AOD increase sharply in the junction of the plains and mountains. This explains the highly fit distribution features between the spatial characteristics of AOD and the terrain. Therefore, terrain factor is one of the most important factors affecting the spatial distribution of AOD in northern China. ② In view of temporal features, application of EEMD in the analysis of AOD temporal variations enables the analysis of the change characteristics at different scales from frequency domain. The temporal variations of AOD in northern China were resulted from multiple fluctuation rules superimposed together, including inter-annual variation (IMF5), seasonal fluctuation (IMF3), human event volatility at 12-month interval (IMF2), and emergencies and suddenly happened situations (IMF1). These results are useful for studying the temporal and spatial variations of AOD and the climatic environment in northern China.

• Key words：MODIS  AOD  ensemble empirical mode decomposition method (EEMD)  spatio-temporal variations  Beijing-Tianjin-Hebei-Shandong-Henan-Shanxi-Shaanxi

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