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科學家用遙感數(shù)據(jù)回溯30年中國霧霾史
[導讀] 一篇發(fā)表在學術(shù)期刊《大氣環(huán)境》(AtmosphericEnvironment)上的學術(shù)論文揭示了中國30余年的“霧霾史"，中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心張興贏研究員團隊使用衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)回溯了1979-2013年間中國霧霾的發(fā)展情況和演變特征。
近日，一篇發(fā)表在學術(shù)期刊《大氣環(huán)境》(AtmosphericEnvironment)上的學術(shù)論文揭示了中國30余年的“霧霾史"，中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心張興贏研究員團隊使用衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)回溯了1979-2013年間中國霧霾的發(fā)展情況和演變特征。
過去的30余年是中國經(jīng)濟和工業(yè)快速發(fā)展的時期，許多城市都經(jīng)歷了空氣污染和嚴重霧霾事件困擾。近幾年，中國東部地區(qū)嚴重霧霾事件頻發(fā)，在對這些霧霾事件的研究中，張興贏團隊開發(fā)出了能夠很好的指示出霧霾影響的范圍、強度的“吸收性氣溶膠指數(shù)產(chǎn)品(AAI)"，文中指出，該產(chǎn)品的有效性已經(jīng)在多個霧霾案例研究中得到證實，例如2013年1月的霧霾事件的研究。
張興贏團隊隨后將此產(chǎn)品應用于對中國過往幾十年中霧霾狀況的回溯研究中，該研究于2015年8月底發(fā)表。研究結(jié)論顯示，在中國東部和東北部，近30年間霧霾污染總體不斷增加，尤其在2005年以后，主要的經(jīng)濟區(qū)域都可見霧霾污染的快速增長，從2008年至2013年初，一些地方的空氣污染狀況有所好轉(zhuǎn)，但京津冀地區(qū)的霧霾仍保持上升趨勢。
發(fā)現(xiàn)遙感“霧霾指數(shù)"
衛(wèi)星遙感空氣污染是目前對地觀測發(fā)展的重要方向，美國、歐洲等發(fā)達國家在2000年前后多開始著手衛(wèi)星監(jiān)測大氣污染的試驗，目前已經(jīng)具備了一定的衛(wèi)星大氣污染探測能力，2009年，日本在發(fā)射了*顆溫室氣體觀測衛(wèi)星，2014年美國也成功發(fā)射了二氧化碳觀測衛(wèi)星。
這其中，吸收性氣溶膠指數(shù)(AAI)產(chǎn)品早年在歐美國家主要用于沙塵、火山爆發(fā)和森林大火監(jiān)測。在剛剛發(fā)表的這項研究中，張興贏提出，衛(wèi)星遙感得到的AAI指數(shù)可用于指示中國地區(qū)霧霾的范圍、強度。
霧霾顆粒物中主要的三大組成成分(含碳的氣溶膠、硫酸鹽和硝酸鹽)之一的含碳氣溶膠成分是強吸收性物質(zhì)，對該衛(wèi)星產(chǎn)品有很強的指示性。在過去兩年中，張興贏團隊發(fā)現(xiàn)，AAI產(chǎn)品確實可以客觀有效地定量指示霧霾的影響范圍和強度。即，一個地區(qū)在某個時段的AAI指數(shù)越高，說明此地當時的空氣中顆粒物污染越嚴重。
例如，2013年1月，中國中東部爆發(fā)長時間、大面積的大氣霧霾污染事件。張興贏團隊針對該月的衛(wèi)星數(shù)據(jù)做了案例研究。結(jié)果顯示，在這個月中，中國東部多地的AAI數(shù)值較高，并且出現(xiàn)了五次峰值，而這五次峰值的時間和空間的也與地面站點觀測到的重度霧霾事件相吻合。
“于是，我就想看看，究竟中國歷*霧霾是如何演變和發(fā)生的。"張興贏表示，他隨后獲取了美國從1978年開始就有的衛(wèi)星紫外的數(shù)據(jù)，團隊花了近2年時間重新回溯研究中國地區(qū)從1979年開始霧霾的發(fā)展和演變情況。
張興贏表示，傳統(tǒng)的監(jiān)測是依靠地面站點來開展的，早年中國部署的站點數(shù)量少，站點監(jiān)測的代表性和覆蓋范圍有限，不同站點間數(shù)據(jù)質(zhì)量的均一性控制也面臨挑戰(zhàn)，因此研究者幾乎無從追溯中國歷*的霧霾發(fā)展情形。
中國衛(wèi)星遙感研究空氣污染的領(lǐng)域起步較晚，但近年來發(fā)展勢頭迅猛，正在追趕國外同行的工作。中國于2008年發(fā)射的風云三號氣象衛(wèi)星實現(xiàn)了我國自主衛(wèi)星探測臭氧和氣溶膠的能力，目前國內(nèi)相關(guān)部門也在緊鑼密鼓地研制能夠精細探測主要污染氣體和溫室氣體的技術(shù)。
張興贏介紹，中國自主的大氣污染探測衛(wèi)星和溫室氣體探測衛(wèi)星即將在明年發(fā)射升空，未來中國將可以擁有自主的“太空監(jiān)測站"，給大氣環(huán)境治理提供寶貴的空間監(jiān)測數(shù)據(jù)。
30年霧霾變遷
基于這項技術(shù)，使用過去30多年的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，張興贏團隊回溯了中國霧霾的發(fā)展情況和演變特征：東部和東北部霧霾問題越來越嚴重，而南方地區(qū)則有轉(zhuǎn)好的趨勢。
研究發(fā)現(xiàn)，AAI數(shù)據(jù)顯示，在30余年間，中國東部和東北部的空氣污染總體呈不斷上升之勢。2005年以后，主要的經(jīng)濟區(qū)域都可見霧霾污染的快速增長，2008年-2013年間，京津冀地區(qū)的空氣污染繼續(xù)趨向惡化，其他的一些地方則開始有所好轉(zhuǎn)。
數(shù)據(jù)顯示，在中國東部和東北部，霧霾問題在近30年間都呈現(xiàn)上升的趨勢。2005年之前，東部和東北部地區(qū)，受沙塵影響，AAI數(shù)據(jù)的峰值通常出現(xiàn)在春季，然而在2005年之后，東部的AAI峰值卻開始出現(xiàn)在冬季，影響因素則主要是霧霾。2005年之后，東北部地區(qū)的AAIzui高峰值出現(xiàn)在冬季，次峰值則出現(xiàn)在春季，因為這個地區(qū)既受春季沙塵的影響，也受冬季霧霾的影響。
研究還顯示，近年來中國東部大氣環(huán)境質(zhì)量惡化，一方面主要是工業(yè)能源消耗排放的不斷加劇，同時，在氣候變化背景下中國大氣環(huán)境容量的逐年降低(風速、降水等)也是一個顯著的影響因素。
然而中國南部的情況則讓人比較樂觀，自上世紀90年代末中國政府開始實施空氣治理措施后，中國南方地區(qū)的空氣質(zhì)量已經(jīng)出現(xiàn)了好轉(zhuǎn)。在南方，AAI數(shù)值的主要在春季出現(xiàn)，但近十年來已經(jīng)出現(xiàn)了下降的趨勢。
“環(huán)境控制是漫長的過程，我們不能指望*。"張興贏認為，中國南方的空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)好，證明了合理科學的大氣污染治理措施能夠很好地實現(xiàn)對大氣環(huán)境的控制。
從該研究結(jié)論來看，截至2013年1月，中國南方地區(qū)這些年的空氣質(zhì)量在不斷改善，但中東部的問題在進一步加劇。張興贏表示，該研究論文數(shù)據(jù)只截止到2013年1月，從那時起，中國高度重視大氣污染的控制和治理，這兩年衛(wèi)星數(shù)據(jù)的評估表明，中東部地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量沒有進一步惡化下去，正在緩慢地恢復。
[來源：財經(jīng)網(wǎng)]
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