基于超级站多仪器联合观测的大气气溶胶遥感研究

大气气溶胶在气候变化、大气环境和人体健康等多个方面产生重要影响。遥感是获得气溶胶时空分布信息的重要手段,并且具有非破坏性、观测瞬时性、可获取整层大气信息等特点,因此在环保、气象等行业得到越来越多的应用。研究介绍了由多种监测仪器构成的中国科学院(北京)大气气溶胶遥感研究超级站的仪器配置、观测指标和相关研究方向,并阐述了其在4方面的具体应用:(1)针对沙尘、灰霾等典型过程的多仪器遥感联合观测;(2)将光学遥感拓展到气溶胶成分信息等前沿应用;(3)遥感获得近地面PM_(2.5)等环境关键参数的方法;(4)主被动结合的大气颗粒物垂直分布特性研究。通过超级站多仪器联合观测,可加强对大气气溶胶的全方位观测和分析,为环境研究提供综合数据支撑。     

宜宾地区气溶胶垂直结构地基空基联合监测分析

利用Cloud-Aerosol LIDAR with Orthogonal Polarization （CALIOP）正交极化云-气溶胶星载激光雷达Level1B资料和LGJ-01型号气溶胶地基激光雷达资料对宜宾地区2016年12月—2017年2月无污染时期、少云轻度污染时期和多云重度污染时期气溶胶的衰减后向散射系数和退偏振比光学参数的垂直分布进行对比分析研究。结果表明：少云轻度污染时期，CALIOP数据监测到海拔高度为0.2~1.0 km范围内气溶胶颗粒集中分布，LGJ-01数据监测到厚度约为0.2 km的近地面气溶胶层，2个激光雷达监测结果基本一致；重度污染时期，LGJ-01地基激光雷达能够较好地探测近地面气溶胶层，CALIOP星载激光雷达能够较好地探测到高空云层，若将两者结合，则能实现不同天气状况下的综合探测，以期较全面客观地为研究气溶胶垂直结构提供观测及科研数据。     

遥感技术在大气环境监测中的应用综述

综合论述了近20多年来国内外对大气环境遥感监测的研究现状,介绍了应用于大气环境遥感监测的多种方法并着重阐述了被动式空基遥感和主动式地基遥感在大气环境遥感中的应用以及探测气溶胶的卫星传感器的发展历程和特点。最后,对我国大气环境遥感研究中存在问题和发展前景进行了讨论。     

遥感技术在灰霾监测中的应用综述

介绍了灰霾遥感监测的基本原理,论述了基于图像变换的TC法、HOT法和基于反演气溶胶光学厚度的灰霾遥感监测技术,以及造成灰霾天气的秸秆燃烧遥感监测方法.指出卫星遥感技术可以提供大尺度、长时间序列的污染物时空分布特征和变化趋势,以及全球性的大气环境综合遥感数据,是灰霾监测与综合治理的重要途径.     

能见度分级约束下的大气气溶胶光学厚度特征

利用ＰＩＳ太阳光谱仪观测了北京地区１９９３年３月—１９９５年３月晴天和少云天气的太阳直接辐射光谱，波长范围为０．４０－１．０４μｍ。光谱分辨率１．２５ｎｍ，共有１０６４组数据。观测期间，将地面能见度分为五级。由太阳直射谱获得了各能见度下大气气溶胶光学厚度谱。研究表明，北京地区大气气溶胶光学厚度虽然其总体季节统计规律为春夏大，秋冬小，然而，当加入能见度分级约束后，各能见度下气溶胶光学厚度的季节变化，近于消失。这表明少数“反常”垂直结构不影响能见度分级的平均结果。而不分级的光学厚度季节起伏主要由各季节的几率能见度决定。文中还把年平均五种能见度下的光谱光学厚度与ＬＯＷＴＲＡＮ模式作了对比。由光学厚度谱反演出了气溶胶粒子谱分布，为建立我国北方局地气溶胶模式构造了基本框架     

风云三号卫星气溶胶光学厚度产品的适用性验证

利用长三角地区浦东、东滩、太湖3个测站的太阳光度计CE318地基遥感观测得到的气溶胶光学厚度(AOD)数据对风云三号气象卫星FY-3A/B MERSI反演的550 nm波长AOD进行有效性验证。结果表明，FY-3A的反演结果相关系数高于0.96,仅有20%的样本表现出较大的偏差。FY-3B的相关系数最高为0.77,均方根误差(RMSE)最大为0.35。太湖站点的相关系数比浦东大，说明MERSI的反演算法在太湖更适用。FY-3A/B MERSI反演结果总体上偏小，存在一定的系统偏差，主要由气溶胶模型的假设、设备标定、选择像素比例等原因造成。     

基于激光雷达走航车的大气污染物探测技术及其应用

大气气溶胶对人体健康环境和全球气候都有一定的影响,是大气污染的主要来源。为了提升空气质量,大气污染防治刻不容缓。把气溶胶探测激光雷达和测风激光雷达集成在车辆上,进行走航和扫描探测可获得立体的大气气溶胶时空变化状态图。以合肥和芜湖等地大气气溶胶探测为例,基于激光雷达走航车的探测数据,获得大气气溶胶消光系数时空分布图,搜寻污染物排放源和估算颗粒物的PM_2.5输送通量。由此可知,激光雷达走航式探测技术是获得大气污染立体图像便捷的、有效的方法,可为大气污染防治提供精准的科学依据,具有重要的应用价值。     

环境监测卫星Suomi NPP业务特性及生态环境监测应用

介绍了美国2011年10月发射的环境监测卫星Suomi NPP的业务特性，利用该卫星获取的可见光/红外成像辐射仪VIIRS 遥感影像资料，开展了其在江苏省生态环境监测工作中应用效果研究。结果表明，NPP 卫星 VIIRS 载荷可有效地对江苏省太湖蓝藻水华、秸秆焚烧火点等进行遥感监测和分析，且观测性能较 MODIS 有所优化，还提供了夜间灯光强度、气溶胶、大气颗粒物等遥感产品，是生态环境监测的新型遥感信息源，可提升宏观生态环境问题的遥感监测能力。     

兰州市不同季节大气微生物气溶胶粒径及分布特征研究

大气微生物对人类危害不仅与微生物气溶胶浓度和种类有关,而且大气微生物气溶胶粒径尺度大小及其分布特征也是重要的影响因素.在兰州市城关区选取不同环境功能区对其室外大气微生物气溶胶粒径(D,μm)大小及分布特征进行研究,结果表明,不同环境功能区大气细菌、霉菌和放线菌气溶胶粒度分布特征存在季节性分布差异,其中大气细菌气溶胶粒径...     

乌鲁木齐市大气气溶胶研究的分析

全面论述了大气气溶胶对环境造成的影响、乌鲁木齐市大气气溶胶的研究现状以及国内外的研究现状，并且对乌鲁木齐市大气气溶胶的进一步研究提出了设想。     

遥感技术在环境监测中的应用进展与思考

随着卫星、航空技术及其业务化应用的快速发展，遥感监测已成为天空地一体化环境监测预警体系的重要组成部分。简述了环境遥感业务化的发展及特点，以江苏省为例，详细介绍了水环境、大气环境及生态环境遥感监测的省级具体应用情况。针对新时代生态环境保护工作的管理需求，尝试从同质处理、调查验证、硬件建设、热点挖掘、人才发展等5个方面提出相关建议，以期为省域生态环境遥感监测工作的后续发展提供参考。     

高分一、二号卫星遥感数据在生态环境监测中的应用

从水环境质量监测、水体信息提取、植被资源监测、城市土地覆盖识别、大气环境监测5个方面综述了高分一号(GF-1)、高分二号(GF-2)卫星遥感数据在区域生态环境监测领域的应用,分析了相关研究的应用方向和重点,表明GF-1、GF-2卫星遥感数据在该领域具有良好的适用性和较大的应用潜力。     

江苏生态环境无人机监测体系研究及初步应用

近年来,无人机技术趋于成熟并逐步得到广泛应用,成为一种新的环境监测平台。与传统监测方法相比,无人机监测平台具有快速、灵活、清晰、直观等突出优势。基于以往工作基础,研究并提出一种适用于江苏省的生态环境无人机监测体系,同时进一步讨论无人机在水、气、生态环境监测领域的业务应用思路。     

水质参数的遥感反演和遥感监测

遥感技术由于具有快速、宏观、低成本和周期性的优点,便于探测水质的时空变化,已成为水质参数监测的重要手段。目前能够直接进行遥感反演的水质参数主要是悬浮物浓度、叶绿素a浓度、可溶解性有机物等光学活性物质,并已经建立了许多反演模型。但是这些模型直接用于水质的遥感监测仍存在一些问题。今后,利用3S技术将地面观测和遥感观测结合起来,可望推动水色遥感的实际应用。     

天水市大气SO2浓度时空变化特征的卫星遥感监测与影响分析

大气卫星遥感监测作为一种新型监测手段,具有范围广、速度快、成本低等优势,对环境应急保护及其预警都具有非常重要的意义。选取天水市2006—2013年各年12月每日OMI level-2数据产品,利用Aura卫星技术和Arc GIS等技术平台,对天水市大气中SO_2的时空分布规律和污染原因进行了分析研究。结果表明:2006—2013年天水市SO_2柱浓度及其总量呈现出明显增加的趋势,但在2008年有小幅降低;在2008年以前,天水市SO_2浓度呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势,但自2009年后污染重心发生迁移并且出现了数个集中化的SO_2高值区;研究区SO_2垂直柱浓度有自然因素、人类活动等多方面的复合影响,其中能源消耗及机动车尾气排放是主要影响因素。研究进一步讨论了遥感数据产品的应用前景。     

湖南省生态环境遥感监测平台建设思考

简述了国内外遥感监测平台的发展现状,基于湖南省生态环境遥感监测现状进行了分析,指出遥感监测平台存在遥感监测与评估技术缺乏、监测能力薄弱以及监测网络建设不完善等问题。从平台建设架构出发,构建了数据平台,对卫星遥感数据、地面调查/监测资料、无人机航测数据进行管理、存储、分析等;业务平台,主要围绕水、气、土壤等整个生态环境监测体系开展相应的监测和管理,还可针对重点区域,环境督察等业务进行拓展;展示平台,主要是通过各种终端设备和硬件对各类业务进行可视化。提出发射独立高分遥感卫星、深化遥感监测应用研究、加强各部门协同合作等建议,以期为湖南省生态环境遥感监测平台建设与发展提供参考。     

遥感在生态与环境监测中的主要应用领域

遥感是一种以物理手段、数学方法和地学分析为基础的综合应用技术 ,具有宏观、综合、动态和快速的特点。在解决宏观尺度的环境问题时 ,卫星遥感可重复获取多种空间、不同时相和不同波谱分辨率的地球信息 ,是适宜于调查和研究这些主题的唯一的、最有效的工具。本文通过对遥感在环境与生态监测的主要应用领域进行概要阐述 ,旨在抛砖引玉 ,推动遥感在环境与生态监测中的广泛应用。     

基于卫星数据的灰霾污染遥感监测方法及系统设计

以中分辨率成像光谱仪为例,建立了卫星遥感参数和空气污染指标之间的联系,提出了基于卫星遥感的气溶胶光学厚度数据获得灰霾指数和灰霾污染时空气质量指数(AQI)等级的方法和相关的监测系统设计。结合在华北地区的监测结果,可以看出卫星遥感可以较好地反映灰霾污染程度的变化,有助于发现可能的传输通道,获得宏观的灰霾空间分布状况。在研究时段内,与地面空气质量监测站相比,88%的卫星遥感监测结果误差不大于1个AQI等级,平均的AQI等级偏差为0.7级,并分析了卫星遥感与地面监测之间差异的原因。     

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感大数据分析南京市1984—2015年大气能见度变化趋势

对南京市1984—2015年Landsat 4／5／7／8卫星TM／ETM＋／OLI传感器获取的遥感数据，利用ENVI遥感软件的FLAASH大气校正模块，进行了区域大气能见度（ VIS）遥感反演。结果表明，时间跨度达30余年的Landsat卫星遥感数据影像序列反演的VIS呈明显的下降趋势，20世纪80年代数值较高，“差”能见度（＜10 km）的观测率不到6％，21世纪以来VIS下降明显，“差”能见度的观测率为20％～25％。与2010—2015年南京市PM10、PM2．5监测数据进行了对比，在城市空气清洁及污染较轻时，星地监测结果有较好的一致性，但中到重污染天气时FLAASH算法反演VIS偏高，侧重于代表离主城区距离远的偏远乡野山林地区的能见度状况。