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高分五号“解密”全球霾分布

来源:《中国科学报》2019-04-16 10:21

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高分五号“解密”全球霾分布

全球陆地上空细粒子气溶胶光学厚度(AODf)分布图,红色表示细粒子气溶胶高含量分布区域,浅灰区域表示云覆盖或无有效数据。

  近日,中科院空天信息研究院联合载荷研制单位中科院安徽光机所等机构,基于高分五号卫星上搭载的多角度偏振相机(DPC),获得了首幅全球3.3公里空间尺度的细粒子气溶胶光学厚度(AODf)分布图。这是国际上空间分辨率最高的AODf遥感观测数据集,可反映大气主要污染成分(PM2.5等)空间信息、为“解密”全球霾分布提供关键基础产品。

  高分五号卫星于2018年5月9日在太原卫星发射中心成功发射,搭载有多角度偏振成像仪等6台先进载荷,是我国高分卫星系列中的环境监测旗舰。DPC是我国首个具有多谱段、多角度、多偏振的星载宽视场成像仪,可覆盖可见光至近红外光谱段,有9至12个成像角度,可探测3个偏振分量,其观测幅宽可达1850公里。DPC具有探测气溶胶、云、水汽、氧气等大气成分信息的专用探测通道,以及兼顾陆地和海洋环境的探测能力。

  中科院空天信息研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室副主任李正强介绍,高分五号卫星获得的AODf数据是目前全球空间分辨率最高的细粒子气溶胶光学厚度卫星遥感产品,比法国POLDER卫星等同类卫星数据产品分辨率提高约6倍,能够更清晰显示出污染分布的局地细节特征,并可以在轨持续监测全球大气细粒子气溶胶含量变化,支持区域污染精细管控、重点城市污染传输通道监测、污染物溯源等需求。

  李正强表示,DPC可为大气污染状况的全球覆盖、快速监测提供空间观测数据,所获取的气溶胶参数可用于监测大气细颗粒污染物分布、来源、成分及传输信息等,且获得的分析结果与地面实际监测结果具有很好的吻合度。从全球范围看,DPC获得的AODf高值区与全球环境空气污染重点区域的空间分布较为一致,低值则主要分布于大气较清洁的地区。

  全球范围内215个地基站点的AODf同步验证数据显示,DPC卫星遥感结果与地基观测具有较好的一致性。同时,北京地区PM2.5地面测站数据联合分析显示,卫星遥感的AODf与PM2.5浓度具有较好的相关性,显示了DPC应用于PM2.5定量估算的良好潜力。

  此次卫星定量数据产品的研发和分析获取,得到了国防科工局、中科院安徽光机所、中国遥感卫星地面站等多家单位的支持和协助。中科院空天信息研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室研究团队攻克了多个技术难关,建立了全球适用的细粒子气溶胶遥感模型,研发完成了适配国产高分卫星的先进气溶胶产品生产系统。

  不过,李正强也指出,卫星AODf是整个大气层细粒子的光学等效总量,而与环境和人体健康相关的PM2.5,则是特指近地面层的细粒子的质量浓度,“用卫星观测AODf精确估算近地面PM2.5,仍须开展大量的研究和创新工作”。 (郑金武)

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