——大氣遙感——
定量監(jiān)測(cè)氣溶膠
近些年，大氣臭氧減少、煙霧彌漫難以消散，這樣的問(wèn)題成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。但有一個(gè)詞“氣溶膠”常常和這些大氣問(wèn)題相伴提起，或許從它的身上我們可以找到問(wèn)題的關(guān)鍵。
“秸稈焚燒的煙塵、人為活動(dòng)的揚(yáng)塵和植物花粉顆粒物，就是氣溶膠的具體實(shí)例。汽車(chē)尾氣和各種鍋爐的化石原料燃燒排放氣體可以轉(zhuǎn)化為微小細(xì)粒子。”陳良富說(shuō)，“它不僅對(duì)人體造成危害，而且氣溶膠作為云凝結(jié)核，使地氣系統(tǒng)的能量平衡失衡，從而影響區(qū)域和全球氣候，大量的細(xì)粒子氣溶膠還會(huì)形成嚴(yán)重的灰霾天氣。”
面對(duì)氣溶膠我們真就束手無(wú)策嗎？當(dāng)然不會(huì)！“在眾多類(lèi)型的監(jiān)測(cè)技術(shù)中，衛(wèi)星遙感可以提供廣闊背景上的氣溶膠區(qū)域分布信息，是唯一實(shí)現(xiàn)全球氣溶膠監(jiān)測(cè)的手段。”陳良富介紹，定量研究氣溶膠在全球范圍內(nèi)的時(shí)空變化特征與演變規(guī)律上有其他站點(diǎn)監(jiān)測(cè)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，輔以米散射原理的地基激光雷達(dá)提供的氣溶膠垂直分布信息，可以獲得區(qū)域分布的近地面PM2.5質(zhì)量濃度的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)城市群、郊區(qū)和廣大農(nóng)村區(qū)域的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
說(shuō)到大氣遙感，還有一點(diǎn)不得不提——灰霾。比如北京以及華北地區(qū)的天空常常披著灰色的面紗，給人們生活出行造成很大的困擾，“這正是灰霾在作祟，”陳良富研究員說(shuō)，“美國(guó)的網(wǎng)站總用衛(wèi)星圖像來(lái)說(shuō)中國(guó)的污染太嚴(yán)重，對(duì)此科學(xué)家們解釋說(shuō)是由于天氣穩(wěn)定利于污染物排放的積累所致。其實(shí)這里存在一個(gè)誤解。”
陳良富解釋?zhuān)昧宋宸N方式的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)灰霾天進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)人為排放積累不至于引起如此面積大、強(qiáng)度高的污染。那空氣污染的原因究竟是什么呢？通過(guò)遙感探測(cè)發(fā)現(xiàn)，每年10月到次年的3月期間，每2—3天在2公里以上的高空就有一股從西風(fēng)帶吹來(lái)的浮塵，當(dāng)它抵達(dá)華北平原上空后，由于地勢(shì)降低，風(fēng)速下降以后浮塵便會(huì)往下與污染物相混合，遭遇水汽后細(xì)粒子個(gè)體便迅速增大就造成大范圍高強(qiáng)度的污染現(xiàn)象。如果遇上南邊氣流比較強(qiáng)會(huì)形成華北地區(qū)持續(xù)多天的重污染天氣。若僅通過(guò)地面觀測(cè)的話(huà)恐怕難以得知這一現(xiàn)象的起因，在這些需要大尺度的觀測(cè)工作上，遙感無(wú)疑起到了不可替代的作用。
——水資源遙感——
讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)估更真實(shí)
水是萬(wàn)物生長(zhǎng)之本，湖泊更是自然的神作，但近些年，隨著我國(guó)工業(yè)和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，江河湖泊面臨水質(zhì)污染的嚴(yán)峻問(wèn)題。
能否利用遙感技術(shù)來(lái)進(jìn)行江河湖泊水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)呢？郭子祺說(shuō)：“水體及其污染物質(zhì)的光譜特性是利用遙感信息進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)估的依據(jù)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者利用遙感的方法估算水體污染的參數(shù)，以監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化情況。” 此外，郭子祺介紹，利用遙感技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)與水體富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，存在很大的優(yōu)勢(shì)：信息獲取快速、省時(shí)省力等特點(diǎn)，不僅能夠較好的反映出研究水質(zhì)的空間分布特征，而且更有利于大面積水域的快速監(jiān)測(cè)。遙感技術(shù)無(wú)疑給湖泊環(huán)境變化研究帶來(lái)了福音。
“在整個(gè)水資源管理方面，遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。”郭子祺告訴記者，“水質(zhì)的好壞有一個(gè)劃分指標(biāo)，目前利用遙感技術(shù)獲得的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)參數(shù)反演精度還不高，還達(dá)不到環(huán)保部門(mén)的要求。如何使這一技術(shù)有效應(yīng)用呢？目前的做法是在測(cè)量區(qū)域布置一些水質(zhì)傳感器，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可24小時(shí)連續(xù)測(cè)量水質(zhì)的多種參數(shù)，用于提高水質(zhì)遙感反演精度，使其接近或達(dá)到相關(guān)行業(yè)要求。”