衛(wèi)星監(jiān)測霾取得質(zhì)的飛躍
國家衛(wèi)星氣象中心衛(wèi)星氣象研究所副所長張興贏眼中的霾跟普通人不太一樣。“我眼前的霾和氣溶膠不單是所看見到的灰蒙蒙一片，在我腦海里浮現(xiàn)出來的是氣溶膠中的化學(xué)成分以及每個(gè)細(xì)顆粒物的形狀”，說話時(shí)，他腦海里也一定閃現(xiàn)出那些細(xì)微顆粒在顯微鏡下呈現(xiàn)出的蜂窩狀或其他什么樣子。從2001年攻讀博士開始，張興贏研究了十幾年的大氣化學(xué)成分，從早期用地面觀測和化學(xué)試驗(yàn)的手段研究大氣成分，到后來用環(huán)境電子顯微鏡來細(xì)致研究每個(gè)大氣顆粒物的組成和形狀，2006年就職于國家衛(wèi)星氣象中心以來，又與衛(wèi)星監(jiān)測結(jié)下了不解之緣，從微觀研究到宏觀監(jiān)測，張興贏的科研經(jīng)歷使得他對大氣中的微量化學(xué)成分有著“立體”的認(rèn)識。
最近他和同事們所做的一項(xiàng)新業(yè)務(wù)也正在使衛(wèi)星“眼中”的霾變得不一樣。
今年1月份，京津冀區(qū)域出現(xiàn)5次強(qiáng)霾污染過程，面對如此嚴(yán)重的霾天氣過程，如何現(xiàn)對霾的監(jiān)測，能夠及時(shí)提供霾的污染程度和影響范圍，最大程度減少對人們健康和安全的影響，任務(wù)迫在眉睫。“我當(dāng)時(shí)就很著急，看看常規(guī)的衛(wèi)星監(jiān)測氣溶膠的產(chǎn)品能不能看出來霾的情況，但是研究發(fā)現(xiàn)行不通。”張興贏用很快的語速回憶著當(dāng)時(shí)的情況。“常規(guī)的衛(wèi)星氣溶膠監(jiān)測是用可見光的原理，它只能得到無云晴空的氣溶膠光學(xué)厚度，不僅對于亮地表無法探測，而且有云和大量霧的地方，就得不出可靠的觀測結(jié)果。而在霾發(fā)生的時(shí)候，通常伴隨著大量的云和水汽，因此可見光的氣溶膠探測基本上發(fā)揮不了監(jiān)測的作用。”也就是說在霾發(fā)生時(shí)，云和水汽給它當(dāng)了“保護(hù)傘”，遮住了衛(wèi)星的“視線”。想讓衛(wèi)星“透視”霾，還要另辟蹊徑。
后來他和同事基于此前科研積累，緊急利用風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星的臭氧探測儀的觀測數(shù)據(jù)，利用紫外光波段的特性來開展對霾污染的監(jiān)測。因?yàn)樽贤夤獠ǘ螌ξ招詺馊苣z有很好的指示作用，而對云和水汽不敏感，也不受亮地表的影響。所謂的吸收性氣溶膠，主要就是在紫外波段有強(qiáng)烈吸收信號的大氣化學(xué)物質(zhì)，通常是指：沙塵氣溶膠和碳質(zhì)氣溶膠。而碳質(zhì)氣溶膠正好是霾中很重要的組成成分，因此利用紫外光遙感監(jiān)測就可以實(shí)現(xiàn)對霾天氣過程的監(jiān)測。
目前風(fēng)云三號衛(wèi)星每天都在進(jìn)行霾的監(jiān)測，從1月開始衛(wèi)星氣象研究所每天都人機(jī)交互的方式利用風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星生成一張監(jiān)測圖，上面顯示著當(dāng)天上午9-10點(diǎn)衛(wèi)星過境觀測期間全中國區(qū)域霾的分布狀況。“經(jīng)過這2個(gè)月的完善和與地面的檢驗(yàn)比對，現(xiàn)在正在開展該產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化工作，但是由于霾監(jiān)測工作的緊迫性和重要性，按照中國氣象局的工作要求，從一月份到現(xiàn)在一直堅(jiān)持每天人機(jī)交互形成監(jiān)測報(bào)告定時(shí)發(fā)送給相關(guān)業(yè)務(wù)單位。”張興贏介紹說。
衛(wèi)星遙感監(jiān)測大氣成分，是一個(gè)非常新的命題，也是目前國際遙感領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。對于霾產(chǎn)品目前的試用情況，張興贏還是比較滿意的：“霾發(fā)生的時(shí)候，這種觀測方法對霾的指向性非常好。”
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