許健民

（國(guó)家衛(wèi)星氣象中心，北京100081）

卷首文摘

霧霾難逃氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)

許健民

（國(guó)家衛(wèi)星氣象中心，北京100081）

許健民上海人，正研級(jí)高級(jí)工程師，中國(guó)工程院院士，風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師。拓展了氣象衛(wèi)星資料為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的服務(wù)；全面實(shí)現(xiàn)了風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星圖像的實(shí)時(shí)、全自動(dòng)、像元級(jí)高精度定位；在衛(wèi)星風(fēng)的計(jì)算中，提出了快速算法和區(qū)分薄卷云和低云的新算法。

2013年1月發(fā)生在華北的霧霾天氣，警示了中國(guó)大氣污染不容樂(lè)觀的嚴(yán)重形勢(shì)。當(dāng)時(shí)公眾的感覺(jué)是：霧霾發(fā)生得更頻繁了、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)了，與以前的沙塵天氣相比，更嗆人了。大家自然希望知道霧霾發(fā)生的實(shí)際情況、歷史演變趨勢(shì)和原因。

氣象觀測(cè)中有能見(jiàn)度項(xiàng)目。最近幾十年來(lái)，中國(guó)東部人口密集地區(qū)的能見(jiàn)度逐年下降。但是天氣觀測(cè)報(bào)告中的能見(jiàn)度紀(jì)錄是人工目視估計(jì)得到的，它們不夠客觀、定量、細(xì)致。環(huán)保部門的細(xì)顆粒物觀測(cè)記錄開(kāi)始于2012年底，紀(jì)錄的分布密度和歷史長(zhǎng)度都不足。

與傳統(tǒng)的地面觀測(cè)相比，氣象衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)具有全球覆蓋、時(shí)間序列長(zhǎng)等特點(diǎn)。氣象衛(wèi)星可以對(duì)大氣中的氣溶膠、主要痕量氣體、主要溫室氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在2003—2014的12年期間，全球氣溶膠光學(xué)厚度穩(wěn)定的高值區(qū)，位于亞洲東部、印度半島以及非洲北部附近；其中中國(guó)的華北南部、黃淮、江淮、江漢和四川盆地，是極端高值區(qū)，即全球范圍內(nèi)大氣污染最嚴(yán)重的地方。與汽車尾氣排放有關(guān)的氮氧化物濃度高值區(qū)，主要集中在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、四川、重慶等特大城市的周邊，呈范圍擴(kuò)大、濃度升高的趨勢(shì)。SO2濃度的高值區(qū)，主要分布在河北、山東、河南、安徽、江蘇、上海、重慶、貴州、珠三角等燃煤排放強(qiáng)度最大的地方。全球CO2濃度的高值區(qū)，主要出現(xiàn)在北半球的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，年增長(zhǎng)率約為2 ppm；中國(guó)的高值區(qū)主要集中于華北和長(zhǎng)三角地區(qū)。2009年全球金融危機(jī)影響中國(guó)，當(dāng)時(shí)中國(guó)各地的氣溶膠光學(xué)厚度一致降低：大范圍工業(yè)生產(chǎn)的減少，帶來(lái)了整體的環(huán)境質(zhì)量改善。

大氣污染需要綜合的探測(cè)和治理，霧霾探測(cè)只是其中的一部分。要想更加科學(xué)合理地開(kāi)展中國(guó)大氣環(huán)境的治理，還需要對(duì)污染氣體和溫室氣體等多種大氣化學(xué)成分開(kāi)展綜合探測(cè)。中國(guó)氣象局正在考慮充分利用風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星以及國(guó)內(nèi)其他多源衛(wèi)星的遙感監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)霧霾以及大氣其他主要化學(xué)成分的含量、影響區(qū)域以及區(qū)域之間的輸送等開(kāi)展監(jiān)測(cè)和分析。中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心將在2016年發(fā)射風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星D星，這顆衛(wèi)星上除了搭載原有的紫外探測(cè)儀器等11個(gè)儀器，還將新增加溫室氣體探測(cè)儀器，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球溫室氣體的探測(cè)。

此外，由科技部立項(xiàng)研制，中國(guó)氣象局作為唯一用戶的二氧化碳監(jiān)測(cè)小衛(wèi)星已于2014年7月轉(zhuǎn)入初樣研制階段，也將于2016年發(fā)射，這不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全球熱點(diǎn)區(qū)域大氣二氧化碳的精確探測(cè)，同時(shí)衛(wèi)星上的另外一個(gè)新型氣溶膠探測(cè)儀器，將可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣溶膠更加精確的監(jiān)測(cè)。這些新的衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)不僅可以很大程度上幫助提升霾的預(yù)報(bào)、預(yù)警質(zhì)量，對(duì)中國(guó)大氣污染治理也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的結(jié)果，值得有關(guān)管理部門深思。依靠低水平規(guī)模擴(kuò)張的方式發(fā)展經(jīng)濟(jì)，是不可持續(xù)的，再也不能繼續(xù)下去。我們必須控制化石燃料的使用總量，必須控制城市汽車的總量，必須對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的地理布局進(jìn)行優(yōu)化；工業(yè)企業(yè)自身，也必須不折不扣地實(shí)施清潔生產(chǎn)。如果不從這些方面入手，做深入細(xì)致的工作，嚴(yán)格地實(shí)施，并有效地監(jiān)管，“呼吸上新鮮的空氣，喝上干凈的水”將只停留在美好的愿望之中。

—— 摘自《科技導(dǎo)報(bào)》2015年 第17期 第1頁(yè)