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                太空中有十多只眼睛 地面上苫盖不到位的渣土车都能看到
                来源: 色度新闻资讯网 通讯员 刘苏蒙 记者 王湛

                太空中有十多只明亮的眼睛

                地面上苫盖不到位的渣土车都能看得一清二楚

                今起三天,气温平稳向暖。但是,随着气温回暖,雾霾天气也将重新出现,大气污染治理攻坚克难刻不容缓。

                目前,打赢蓝天保卫战三年行动计划全面启动。在推进结构优化升级、降低污染物排放、严厉打击环境违法行为,以及污染来临时应急减排、降低污染浓度、缩短污染时间工作中,都得到科技的强力支撑。其中,一股来自距离地面几百公里的太空科技力量功不可没。

                最近,记者探访生态环境部卫星环境应用中心大气部,了解这里的工作人员如何利用卫星助力大气污染治理。作为生态环境部最年轻的一个业务科研单位,卫星中心成立不到十年,但已经开展秸秆焚烧、沙尘、颗粒物、污染气体、散煤燃烧、散乱污企业监管等领域的遥感监测和数据应用研究,累计为生态环境部相关司局和地方合作单位提交报告5200多期,在区域大气污染防治、重污染应急监测等方面发挥了重要作用。

                十余颗卫星太空“瞭望”

                遥感影像实现高精度监管

                走进海淀区北清路附近的生态环境部卫星环境应用中心,只见运管部工作人员初东正迎着北风,攀上简易的扶梯爬上楼顶,检查卫星接收天线的运行情况。记者注意到,楼顶除了有人们熟悉的卫星接收“锅盖”外,还有一个圆球。初东径直走向圆球,打开了一扇小门,“圆球”里面显现出一个大“锅盖”。“圆球里的‘锅盖’是极轨卫星接收天线,为了跟踪接收不同轨道的卫星数据,专门安装了可以驱动天线转动的电机装置。天线外加上圆球罩可以有效防止雨雪天气影响电机工作,并且起到防尘的作用。”她说,这座极轨卫星接收天线口径为4.2米,能接收8颗不同轨道的卫星数据,只要卫星过境,天线就会根据预先设置好的接收策略自动跟踪,接收到的数据会传输到楼内的数据接收中心,供各业务部门使用。

                2008年,我国成功发射环境一号A、B星;2009年,中编办批准成立环保部卫星中心;2012年,环境一号C星发射;2013年,环境遥感全面进入业务化运行……如今,服务大气、水等环境要素治理的中外卫星已经超过10颗,包括高分一号、高分二号、风云三号等,这些卫星不间断从太空传回最新的遥感影像。以高分二号卫星为例,它距地面600多公里,空间分辨率可达0.8米,“通过它,我们甚至可以发现地面上那些没有苫盖到位的渣土运输车,实现高精度监管。”大气部正高级工程师毛慧琴对记者说。

                用卫星治理大气,仅设备尖端还不够,还得有会使用的人。大气部负责人厉青告诉记者,高学历人才密集是整个卫星中心的一大特点。以大气部为例,工作人员半数以上具有博士研究生学历。

                “片”状扫描地面大气环境

                有效识别疑似“散乱污”企业

                让卫星在大气治理中发挥最大作用,成为这些年来卫星中心工作人员一直努力的目标。经过持续不断的探索,他们已经初步实现对全国秸秆焚烧火点、沙尘、颗粒物、污染气体等大气环境的常态遥感监测以及数据分析应用。毛慧琴说,利用卫星助力大气污染治理,总结起来主要有两大应用。

                应用

                立体监测评价大气治理效果

                首先,评价各地区空气质量的状况以及减排效果,为下一步大气治理提供技术支撑。毛慧琴说,由于地面空气质量监测站是呈点状分布,卫星在天上运行,可以“片”状扫描地面大气环境,科研人员利用大气遥感反演技术,并结合地面站点数据和空气质量模式系统,可以点面结合、时空连续地对空气质量进行立体监测和分析。

                自2013年开始,卫星中心大气部持续5年对近地面PM2.5浓度区域分布情况进行日常遥感观测。2017年的PM2.5年均浓度分布图显示,京津冀地区通过多年治理,PM2.5改善非常明显,但汾渭平原的改善幅度相对较小。去年,生态环境部在部署秋冬季大气治理强化攻坚行动中,将汾渭平原也纳入其中。

                去年11月23日至26日,一次空气重污染过程袭扰京津冀及周边地区。污染苗头刚起,就被天上的卫星发现了。大气部工程师陈辉对记者说,遥感影像显示,污染气团最早在河北中南部地区形成,之后污染气团整体面积越来越大,局部污染累积加重,最终在气象条件和地理环境的作用下在太行山前聚集。“我们的卫星每天‘扫描’两次,一直密切关注污染气团的动态变化情况。”陈辉说,令人稍许欣慰的是,这次污染虽然整体影响范围较大,但卫星监测反馈,PM2.5浓度始终没有出现爆发性增长和“爆表”现象,“说明各地这些年来的污染减排和这次的重污染应急措施发挥了作用。”

                应用

                高精度筛查助力环境执法

                其次,高精度遥感筛查,有效识别疑似“散乱污”企业。

                去年,生态环境部启动“千里眼”计划,通过卫星遥感等先进的技术手段,找出京津冀及周边“2+26”城市、汾渭平原、长三角地区等重点区域PM2.5浓度比较高的地方,进行重点监管。远在千里之外,监管部门也可以第一时间发现哪些地方有环境问题,从而提高监管效能,有效解决环境执法人员数量少、监管区域大、不能及时发现问题等困难。在“千里眼”计划中,卫星的作用非常关键。

                大气部正高级工程师王中挺告诉记者,利用卫星遥感资料,开展区域重污染高发指数分析,可以根据污染高发指数,精细化提取并筛选出1公里乘以1公里的重点督查网格,同时结合高分辨率卫星图像,可以识别疑似“散乱污”企业。

                厉青介绍,配合生态环境部2018-2019年蓝天保卫战重点区域强化督查第二阶段在汾渭平原的督查,大气部对汾渭平原的热点网格及疑似“散乱污”企业进行了筛选分析,从汾渭平原11座城市中共获取热点网格2032个,疑似“散乱污”企业554处,提供给相关执法检查部门,有力地支持了此次强化督查。

                去年3月9日至14日,京津冀及周边地区出现大范围重污染天气。大气部根据3月12日的卫星监测结果,选取污染较重的北京市、石家庄市、郑州市、焦作市等共14个城市,每个城市选取污染物浓度较高的网格,并结合高分辨率卫星影像进行筛选,共筛选出600个污染浓度异常的热点网格,提交给当时的环保部环监局,为环境执法提供技术支撑。

                新卫星升空提高监测水平

                加大对温室气体监测研究

                去年5月9日,我国成功发射高分五号卫星。这是我国光谱分辨率最高的卫星,也是世界首颗能实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。它搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气主要温室气体监测仪、大气气溶胶多角度偏振探测仪等一批先进的仪器设备,可以进一步增加我国的环境监测能力。此外,生态环境部为主用户的高光谱观测卫星、大气环境监测卫星工程已立项启动研制,高精度温室气体综合探测卫星即将立项,这些后续卫星将持续助力大气环境监测、监管和环保执法。

                厉青告诉记者,下一步将充分利用高分系列卫星,加强大气治理的科研攻坚,助力打赢蓝天保卫战。如:结合卫星遥感数据,对京津冀及周边、汾渭平原等重点区域的企业无组织排放进行动态监管。毛慧琴说,大气部曾经用卫星“盯”上京津冀及周边某城市的一家钢铁厂。按照规定,钢铁厂的物料必须堆放在一个密闭的空间里。但是,从去年7月一直到10月,这家钢铁厂的物料一直露天堆放,未建设密闭工棚,也没有苫盖。“这属于无组织排放,控制措施不到位,属于整改对象。”

                此外,大气部未来的另一项研究重点是温室气体。毛慧琴告诉记者,在全球变暖的大背景下,各国对温室气体排放日益重视,我国也明确提出了相应的目标。要实现减排,就要搞清楚二氧化碳、甲烷等温室气体浓度及排放特征。“我们可以用高分辨率卫星遥感监测结合大气化学模式数值模拟,研究它们的时空分布,为未来的减排决策提供科学依据。”毛慧琴说。

                本报记者 张航 文并摄


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