大气污染光学遥感技术及发展趋势(4)
目前国内已开展了车载移动平台上的区域及污染源污染物分布及排放信息光学遥感监测方法研究,并获得了基于大气辐射模型的污染物柱浓度获取方法、多种大气干扰效应校正方法、云干扰修正方法、污染物排放通量算法等;车载激光雷达,则已实现了传输通道上的气溶胶粒子走航观测,为识别高浓度污染气团,判断其可能来源提供信息。在实际运用中,对于不同的排放对象,通常采用2种方法。
对于高架点源排放,车载系统位于烟羽下风向进行烟羽剖面扫描,假设在每条测量谱的积分时间(采样点)Δt内,仪器的运动距离为Δx,烟羽在风的作用下移动了Δy距离,假设烟羽运动方向(即风向)与观测面(车行方向)成α角,则Δt内垂直通过面的通量(Fluxi,j,单位时间垂直通过单位面积的污染物的量)可以用式(1)表示:
因为Δx=V车,jΔt,Δy=V风,jΔt,V风⊥,j=V风,jsin α,所以式(1)可以写作:
式中:VCDi,j为第i种物质在第j个Δt间隔内的垂直柱浓度;V车,j为第j个Δt间隔内的车速;V风⊥,j为第j个Δt间隔内垂直于车行驶方向上的风场。
对于无组织面源排放监测,车载监测车对无组织区域面源围绕测量,按照高架点源排放监测原理,可计算区域面源上风向的SO2、NO2、VOCs排放通量为Flux上和下风向的SO2、NO2、VOCs排放通量为Flux下,则无组织面源SO2、NO2、VOCs的净排放通量为Flux净=Flux下-Flux上。
3 发展趋势
大气污染物对人类环境的副作用随大气成分的不断改变而改变,人类也在不断加深对它们的认识。国际经验表明,经过大规模治理后,环境质量改善仍需要20~30年,且至今还没有一种单一技术能满足痕量污染物监测的多种要求,所以发展更高精度、更多成分、更大范围、更加实用的多平台环境监测技术才能满足环境污染及其变化的各种需求。
1)发展痕量、区域、立体监测方法及技术和设备。建立大气成分和边界层的在线/流动观测、地基立体观测网、机载和星载测量体系。将单项监测技术研发应用转变为监测技术集成应用,从局部(点)监测转变为区域(面)监测,实现多参数同时测定的各种监测技术研发,仪器设备实现业务化应用[48]。
2)加强无人机遥感技术应用。无人机遥感技术作为继航空、航天遥感之后的第三代遥感技术,可快速获取资源、环境等空间遥感信息,具有低成本、高安全性、高机动性和高分辨率等技术特点,还可与卫星协同观测、弥补卫星空间观测上的空白,超长时间、恶劣和危险环境下的监测使其在环境保护领域的应用有着得天独厚的优势,是未来环境测量的方向。
3)制定大气污染监测质量控制技术。针对大气污染监测新标准,发展大气环境质量监测质量控制关键技术、大气污染源监测的质量控制与标准化测试技术,形成大气污染源排放综合监测、大气复合污染立体观测以及大气环境监测质量控制等技术规范。
总之,在大气污染控制技术方面,监测技术正从单一资料的分析, 向多时相、多数据源(包括遥感、非遥感数据资料数据)的信息复合与综合分析过渡,为形成“全面设点、全国联网、自动预警、依法追责”的国家生态环境监测新格局提供科技和数据支持。
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文章来源:《大气与环境光学学报》 网址: http://www.dqyhjgxxb.cn/qikandaodu/2021/0212/362.html
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