近期，国家青藏高原科学数据中心作为该论文的数据仓储，已在线发布“全球PM2.5浓度（1973-2022）”，用户可开放获取。该数据集北京大学城市与环境学院王开存教授团队开发，提供了1973至2022年全球陆表逐月0.25°网格PM2.5质量浓度数据。该数据集在全球5000多个PM2.5观测站上进行了验证，相关系数达到0.92，误差范围为1.95-2.32 μg m-3，可为全球细颗粒物对气候、环境和人类健康影响研究提供重要的数据支撑。题为“Half-Century Monthly Mean PM2.5 over Global Land from Visibility Observations”的关联论文发表于美国气象学会旗舰期刊Bulletin of the American Meteorological Society。

PM2.5数据通常可通过地面直接测量、卫星遥感反演和全球大气再分析等方法获取。但地面测量记录短太短，卫星遥感反演陆表PM2.5数据仅在2000年以后才有，全球大气再分析因没有同化卫星数据在2000年以前精度较低。气象能见度观测具有悠久的观测历史，观测网络分布在世界各地。早在2009年，王开存等发掘了气象能见度导数与大气气溶胶光学厚度的关系，阐明了1973年以来气象能见度与全球地表太阳辐射亮化和暗化之间的联系。本研究第一作者郝宏飞，基于机器学习方法，利用气象能见度观测数据构建了陆表气溶胶光学厚度和PM2.5站点尺度长期数据集。本研究在进一步收集整理全球气象能见度和PM2.5观测数据的基础上，充分考虑水平气象能见度与PM2.5浓度之间的物理关系，并结合气象再分析和地理属性等辅助数据，利用机器学习和地理加权回归方法，重建了过去半个世纪的PM2.5浓度数据。

图1 本文使用的约12000个能见度观测站点和5000多个PM2.5观测站点的空间分布。

图1展示了本文收集到的约12000个能见度观测站点和5000多个PM2.5观测站点的空间分布，并给出了能见度和PM2.5观测数据时间长度的直方图。本研究通过收集世界气象组织地面气象站和各地飞机场地面气象小时观测数据，构建了时空完整的能见度观测数据集。图2展示了使用十个美国大使馆/领事馆PM2.5监测站点的独立观测数据，对重建PM2.5数据进行的精度检验。结果表明各站点的相关系数在0.74至0.99之间，东南亚和南美洲西部地区相关系数较低，东亚、南亚、东欧、西亚和东非地区相关系数较高。重建与观测之间具有较强的时间一致性。图3展示了本研究重建的PM2.5浓度与三个独立数据集的对比情况，结果表明即使在卫星数据相对丰富的2021年，重建PM2.5浓度数据集与基于卫星气溶胶光学厚度的数据产品具有较高的空间一致性，且精度优于再分析数据集。在没有卫星数据可以同化的1973-2000年间，本研究重建的PM2.5浓度与再分析数据相比具有更高的优势。

图2 在10个美国大使馆/领事馆PM2.5浓度观测站点的独立精度检验。

图3 PM2.5浓度（2021年）与其他数据集浓度比较。其中ACAG和LGHAP为卫星遥感反演产品，MERRA-2为全球大气再分析产品。

本文研究工作得到了国家重点研发计划（2022YFF0801302）和贵州省科技人才计划（XKBF[2025]012）的支持。

论文信息：

1. Wang, K., Dickinson, R. E., & Liang, S. (2009). Clear sky visibility has decreased over land globally from 1973 to 2007. Science, 323(5920), 1468–1470 (论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.1167549).

2. Hao, H., Wang, K., Wu, G., Liu, J., & Li, J. (2024). PM2.5 concentrations based on near-surface visibility in the Northern Hemisphere from 1959 to 2022. Earth System Science Data, 16(9), 4051–4076 (论文链接：https://essd.copernicus.org/articles/16/4051/2024/；数据链接：https://doi.org/10.11888/Atmos.tpdc.301127).

3. Hao, H., Wang, K., Zhao, C., Wu, G., & Li, J. (2024). Visibility-derived aerosol optical depth over global land from 1959 to 2021. Earth System Science Data, 16(7), 3233–3260 (论文链接：https://essd.copernicus.org/articles/16/3233/2024/；数据链接：https://doi.org/10.11888/Atmos.tpdc.300822).

4. Hao, H., Wang, K., & Wu, G. (2025). Half-century monthly mean PM2.5 over global land from visibility observations. Bulletin of the American Meteorological Society, 106(11), E2213–E2235 (论文链接：https://doi.org/10.1175/BAMS-D-24-0273.1；数据链接：https://doi.org/10.11888/Atmos.tpdc.301338).

数据信息：

郝宏飞, 王开存, 吴国灿. (2024). 全球PM2.5浓度（1973-2022）. 国家青藏高原科学数据中心

https://doi.org/10.11888/Atmos.tpdc.301338.https://cstr.cn/18406.11.Atmos.tpdc.301338.