——大气遥感——
定量监测气溶胶
近些年,大气臭氧减少、烟雾弥漫难以消散,这样的问题成为社会普遍关注的焦点。但有一个词“气溶胶”常常和这些大气问题相伴提起,或许从它的身上我们可以找到问题的关键。
“秸秆焚烧的烟尘、人为活动的扬尘和植物花粉颗粒物,就是气溶胶的具体实例。汽车尾气和各种锅炉的化石原料燃烧排放气体可以转化为微小细粒子。”陈良富说,“它不仅对人体造成危害,而且气溶胶作为云凝结核,使地气系统的能量平衡失衡,从而影响区域和全球气候,大量的细粒子气溶胶还会形成严重的灰霾天气。”
面对气溶胶我们真就束手无策吗?当然不会!“在众多类型的监测技术中,卫星遥感可以提供广阔背景上的气溶胶区域分布信息,是唯一实现全球气溶胶监测的手段。”陈良富介绍,定量研究气溶胶在全球范围内的时空变化特征与演变规律上有其他站点监测无法比拟的优势,辅以米散射原理的地基激光雷达提供的气溶胶垂直分布信息,可以获得区域分布的近地面PM2.5质量浓度的监测,实现城市群、郊区和广大农村区域的空气质量监测。
说到大气遥感,还有一点不得不提——灰霾。比如北京以及华北地区的天空常常披着灰色的面纱,给人们生活出行造成很大的困扰,“这正是灰霾在作祟,”陈良富研究员说,“美国的网站总用卫星图像来说中国的污染太严重,对此科学家们解释说是由于天气稳定利于污染物排放的积累所致。其实这里存在一个误解。”
陈良富解释,用了五种方式的卫星观测数据对灰霾天进行分析,发现人为排放积累不至于引起如此面积大、强度高的污染。那空气污染的原因究竟是什么呢?通过遥感探测发现,每年10月到次年的3月期间,每2—3天在2公里以上的高空就有一股从西风带吹来的浮尘,当它抵达华北平原上空后,由于地势降低,风速下降以后浮尘便会往下与污染物相混合,遭遇水汽后细粒子个体便迅速增大就造成大范围高强度的污染现象。如果遇上南边气流比较强会形成华北地区持续多天的重污染天气。若仅通过地面观测的话恐怕难以得知这一现象的起因,在这些需要大尺度的观测工作上,遥感无疑起到了不可替代的作用。
——水资源遥感——
让水质监测与评估更真实
水是万物生长之本,湖泊更是自然的神作,但近些年,随着我国工业和城镇化的快速发展,江河湖泊面临水质污染的严峻问题。
能否利用遥感技术来进行江河湖泊水质环境监测呢?郭子祺说:“水体及其污染物质的光谱特性是利用遥感信息进行水质监测与评估的依据。国内外许多学者利用遥感的方法估算水体污染的参数,以监测水质变化情况。” 此外,郭子祺介绍,利用遥感技术进行水环境监测与水体富营养评价,存在很大的优势:信息获取快速、省时省力等特点,不仅能够较好的反映出研究水质的空间分布特征,而且更有利于大面积水域的快速监测。遥感技术无疑给湖泊环境变化研究带来了福音。
“在整个水资源管理方面,遥感技术与地理信息系统相结合,正发挥着越来越重要的作用。”郭子祺告诉记者,“水质的好坏有一个划分指标,目前利用遥感技术获得的光谱数据进行水质参数反演精度还不高,还达不到环保部门的要求。如何使这一技术有效应用呢?目前的做法是在测量区域布置一些水质传感器,通过无线传感器网络技术可24小时连续测量水质的多种参数,用于提高水质遥感反演精度,使其接近或达到相关行业要求。”