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如何利用卫星数据监控PM2|888贵宾会

发布时间:2020-12-13    来源:888贵宾会集团99652

本文摘要:简单地说,就是利用卫星安装设备测量气溶胶光学厚度(AOD)。从下面的中国PM25变化趋势图可以看出,除4省(台湾除外)外,全国各省、自治区和直辖市的PM25年平均浓度高于世界卫生组织的建议水平。如图1所示,2007年中国31个省、自治区、直辖市中大部分地区的人口加权微尘污染浓度超过了世界卫生组织每立方米10微克(/m3)的年平均空气质量标准。

从遥远的宇宙俯瞰地球,也许我们看不清中国的长城。但是这个国家的空气污染一览无遗。

浓度

最近,耶鲁大学、哥伦比亚大学和巴特尔研究所的研究小组根据卫星数据研究了中国各省的微尘浓度。这些卫星数据并不完美,但可以估算过去10年中国各地PM2.5污染物指标浓度的年均平均值。

PM2.5是空气中直径小于2.5微米的可吸入粒子。因为这些小粒子会渗透到人体的肺组织和血液中,造成哮喘、癌症、心血管疾病等健康危险,所以最近几个月在中国受到了公共安全人士的关注。那么如何利用卫星数据监控PM2.5污染呢?简单地说,就是利用卫星安装设备测量气溶胶光学厚度(AOD)。

气溶胶粒子可以吸收散射,对光产生减影作用。利用这一特点,可以监测粒子污染物的地面指标。

目前,一些研究表明,AOD与地面监测指标之间存在一定的数学关系,并为此建立了相应的数学模型。当然,用大气垂直登革热内的气溶胶光学厚度来表征地表污染程度是一个非常复杂的过程,这取决于气溶胶垂直结构、组成、直径、分布、含水量等多种因素。因此,地理差异和气候差异都会影响PM2.5测量(详细的测量方法请参阅本文)。

中国

PM2.5浓度指标以各省市平均大气污染暴露浓度表示。将全省划分为一定的网格区。在每个网格内,以卫星数据为基准的PM2.5浓度乘以该网格内居民占全省总人口的百分比,即计算所有网格地区大气污染暴露浓度的人口加权平均值后,得出人口加权大气污染暴露水平。也就是说,人口密度高的地区比郊区或人口密度低的地区在全省PM2.5平均值中所占比重更大。

这种方法充分考虑了地广人稀的低污染地区和人口稠密的高污染环境(或相反)的情况。因此,人口加权更加关注吸入微尘对居民的实际影响。

总之,通过这些数据可以了解中国某省普通居民有一天承受的普通空气质量。现在,这些数字给我们看什么?从下面的中国PM2.5变化趋势图可以看出,除4省(台湾除外)外,全国各省、自治区和直辖市的PM2.5年平均浓度高于世界卫生组织的建议水平。如图1所示,2007年中国31个省、自治区、直辖市中大部分地区的人口加权微尘污染浓度超过了世界卫生组织每立方米10微克(/m3)的年平均空气质量标准。

通过图1、2007年中国各省人口加权微尘年平均污染浓度(PM2.5)和图2和图3的时间序列,可以了解中国各地区PM2.5污染的变化趋势。其中,山东、河南两省的PM2.5污染最严重。北京、上海和广东的PM2.5年平均浓度在过去3年里有所下降,但在过去9年里基本保持在相对稳定的水平。

另外,正如我们预想的那样,西藏、内蒙古等西部不发达省份的微细颗粒污染浓度最低。图2、中国部分省市PM2.5年平均浓度时间趋势图(2001-2010)当然,任何模型都存在不确定性,本研究也不例外。

利用卫星观测AOD时,如果积雪或沙漠等地表亮度高,准确度就会受到影响。此外,该方法不提供污染物的垂直分布信息(例如,无法区分表面不同高度的粒子)。对于我们使用的模型,其不确定性约在25%之间。

中国

也就是说,误差为每立方米6.7毫克左右。当然,卫星测量和地面数据之间也没有漏洞。地面的实测数据更加准确。

但是卫星空气质量监测可以弥补地面监测基站建设不足造成的空间断层及信息差距。另一方面,卫星可以持续稳定地监测大气质量,便于不同时期、不同地区之间的比较。面对高舆论,这种检查手段正是中国决策层所需要的。美国研究人员通过卫星数据推算了中国10年间PM2.5污染浓度。

科研组成员西安基透露了研究结果。表3,中国各省自治区(包括台湾)PM2.5年平均浓度时间数据表(2001-2010年)。blk comment p a 3360 link { text-decoration 3360 none }。

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