区域大气环境污染光学探测技术进展.pdf

第 ３ ２ 卷 第 １ ０ 期 ２ ０ １ ９ 年 １ ０ 月 环 境 科 学 研 究 Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ Ｖ ｏ ｌ . ３ ２ ꎬ Ｎ ｏ . １ ０ Ｏ ｃ ｔ . ꎬ ２ ０ １ ９ 收 稿 日 期 ２ ０ １ ９ ￣ ０ ７ ￣ １ １ 修 订 日 期 ２ ０ １ ９ ￣ ０ ８ ￣ ２ ３ 作 者 简 介 刘 文 清 １ ９ ５ ４ ￣ ꎬ 男 ꎬ 安 徽 蚌 埠 人 ꎬ 研 究 员 ꎬ 中 国 工 程 院 院 士 ꎬ 博 士 ꎬ 主 要 从 事 环 境 监 测 技 术 和 应 用 研 究 ꎬ ｗ ｑ ｌ ｉ ｕ ＠ ａ ｉ ｏ ｆ ｍ . ａ ｃ . ｃ ｎ . 基 金 项 目 国 家 重 点 研 发 计 划 资 助 项 目 Ｎ ｏ 􀆰 ２ ０ １ ７ Ｙ Ｆ Ｃ ０ ２ １ ３ ０ ０ ２ ꎬ ２ ０ １ ８ Ｙ Ｆ Ｃ ０ ２ １ ３ １ ０ ０ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｋ ｅ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｏ 􀆰 ２ ０ １ ７ Ｙ Ｆ Ｃ ０ ２ １ ３ ０ ０ ２ ꎬ ２ ０ １ ８ Ｙ Ｆ Ｃ ０ ２ １ ３ １ ０ ０ 区 域 大 气 环 境 污 染 光 学 探 测 技 术 进 展 刘 文 清 １ ꎬ 陈 臻 懿 １ ꎬ 刘 建 国 １ ꎬ 谢 品 华 １ ꎬ 张 天 舒 １ ꎬ 刘 诚 ２ １ . 中 国 科 学 院 安 徽 光 学 精 密 机 械 研 究 所 ꎬ 中 国 科 学 院 环 境 光 学 与 技 术 重 点 实 验 室 ꎬ 安 徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ２ . 中 国 科 学 技 术 大 学 地 球 和 空 间 科 学 学 院 ꎬ 安 徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ２ ６ 摘 要 环 境 污 染 物 的 形 成 、 转 化 、 输 送 和 演 变 过 程 具 有 极 强 的 时 空 相 关 性 ꎬ 研 究 和 发 展 能 适 用 于 多 组 分 环 境 污 染 物 的 快 速 、 实 时 、 动 态 监 测 技 术 是 科 学 研 究 工 作 者 面 临 的 重 大 课 题 . 基 于 光 谱 学 原 理 的 环 境 监 测 技 术 ꎬ 由 于 其 具 有 非 接 触 、 无 采 样 、 高 灵 敏 度 、 大 范 围 快 速 监 测 等 特 点 ꎬ 是 国 际 上 环 境 监 测 技 术 的 主 要 发 展 方 向 之 一 ꎬ 并 被 广 泛 应 用 于 环 境 、 气 象 和 科 学 研 究 等 领 域 . 针 对 京 津 冀 地 区 大 气 重 污 染 发 生 演 变 消 散 全 过 程 的 核 心 科 学 问 题 ꎬ 通 过 建 立 大 气 污 染 传 输 通 道 立 体 观 测 网 ꎬ 开 展 重 污 染 时 段 和 重 污 染 过 程 的 车 载 走 航 、 机 载 观 测 地 基 遥 感 和 卫 星 遥 感 观 测 ꎬ 综 合 运 用 大 气 环 境 监 测 网 以 及 超 级 站 等 观 测 平 台 ꎬ 获 取 大 气 污 染 物 的 光 学 特 性 、 环 境 气 象 信 息 等 演 变 规 律 ꎬ 从 而 推 动 京 津 冀 及 周 边 地 区 空 气 质 量 的 持 续 改 善 . 光 谱 学 技 术 在 环 境 监 测 领 域 的 成 功 应 用 ꎬ 为 区 域 大 气 和 全 球 环 境 状 况 奠 定 了 技 术 基 础 . 关 键 词 立 体 监 测 ꎻ 环 境 光 学 ꎻ 大 气 环 境 中 图 分 类 号 Ｘ ５ １ １ 文 章 编 号 １ ０ ０ １ ￣ ６ ９ ２ ９ ２ ０ １ ９ １ ０ ￣ １ ６ ４ ５ ￣ ０ ６ 文 献 标 志 码 Ａ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ 􀆰 １ ３ １ ９ ８ ∕ ｊ 􀆰 ｉ ｓ ｓ ｎ 􀆰 １ ０ ０ １ ￣ ６ ９ ２ ９ 􀆰 ２ ０ １ ９ 􀆰 ０ ８ 􀆰 ２ ０ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ￣ Ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ Ｉ Ｕ Ｗ ｅ ｎ ｑ ｉ ｎ ｇ １ ꎬ Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｚ ｈｅ ｎ ｙ ｉ １ ꎬ Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎｇ ｕｏ １ ꎬ Ｘ Ｉ Ｅ Ｐ ｉ ｎ ｈｕａ １ ꎬ Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｔ ｉ ａ ｎｓ ｈｕ １ ꎬ Ｌ Ｉ Ｕ Ｃ ｈｅ ｎｇ ２ １ . Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ꎬ Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｆ ｉ ｎ ｅ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ꎬ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ꎬ Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ １ ꎬ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ２ . Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ꎬ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ꎬ Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ２ ６ ꎬ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ꎬ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ꎬ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ꎬ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｖ ｏ ｌ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｒ ａ ｌ ￣ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ . Ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ꎬ ｒ ｅ ａ ｌ ￣ ｔ ｉ ｍ ｅ ꎬ ａ ｎ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｆ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｋ ｅ ｙ ｔ ｏ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ . Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ꎬ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｅ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｉ ｔ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｎ ｏ ｎ ￣ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ꎬ ｎ ｏ ｎ ￣ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ꎬ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ . Ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗ ｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｏ ｆ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ꎬ ｍ ｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ . Ｔ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ￣ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ￣ Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ꎬ ａ ｎ ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｔ ｏ ｇ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ . Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ￣ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｒ ｅ ｍ ｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｈ ａ ｓ ｂ ｏ ｔ ｈ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ . Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｎ ｅ ｈ ａ ｎ ｄ ꎬ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｒ ａ ｌ ￣ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｘ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ . Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｈ ａ ｎ ｄ ꎬ ｔ ｈ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ￣ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ∕ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｆ ｆ ｅ ｒ ｓ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ . Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ￣ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ꎻ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ꎻ ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ １ 背 景 需 求 近 年 来 ꎬ 伴 随 着 我 国 社 会 经 济 的 高 速 和 多 元 化 发 展 ꎬ大 气 污 染 引 起 了 社 会 的 高 度 关 注 . 大 气 环 境 的 变 化 不 但 影 响 着 当 今 和 未 来 的 世 界 ꎬ 而 且 也 一 直 是 国 际 科 学 前 沿 关 注 的 热 点 ꎬ 大 气 环 境 污 染 问 题 的 解 决 离 不 开 先 进 的 监 测 技 术 和 手 段 [ １ ￣ ２ ] . 目 前 大 气 环 境 污 染 监 测 数 据 主 要 来 源 于 地 面 监 测 网 ꎬ 同 时 辅 以 卫 星 监 测 数 据 [ ３ ￣ ４ ] . 但 地 面 监 测 网 难 以 说 明 对 流 层 特 别 是 人 类 赖 以 生 存 的 边 界 层 的 状 况 ꎬ 缺 乏 立 体 监 测 数 据 ꎬ 而 卫 星 监 测 数 据 的 地 面 分 辨 率 又 不 足 以 识 别 主 要 污 染 来 源 ꎬ 环 境 科 学 研 究 第 ３ ２ 卷 因 此 ꎬ 要 满 足 大 气 环 境 科 学 研 究 以 及 业 务 监 测 工 作 的 需 求 ꎬ 需 要 开 展 大 气 污 染 时 空 分 布 的 地 基 立 体 监 测 . 借 鉴 国 家 “ ８ ６３ ” 计 划 中 “ 重 点 城 市 群 大 气 复 合 污 染 防 治 技 术 与 集 成 示 范 ” 重 大 项 目 及 其 成 功 实 践 经 验 亚 运 会 、 世 博 会 等 重 大 赛 事 的 空 气 安 全 保 障 ꎬ 以 说 清 污 染 源 现 状 、 说 清 环 境 质 量 、 说 清 环 境 风 险 为 目 标 ꎬ “ 大 气 立 体 监 测 ” 这 一 概 念 应 运 而 生 . 大 气 立 体 监 测 技 术 以 光 与 环 境 物 质 的 相 互 作 用 为 物 理 机 制 ꎬ 将 低 层 大 气 环 境 任 意 测 程 上 的 化 学 和 物 理 性 质 的 测 量 手 段 从 点 式 传 感 器 转 向 时 间 、 空 间 、 距 离 分 辨 的 遥 测 ꎬ 通 过 建 立 污 染 物 的 光 谱 特 征 数 据 库 ꎬ 研 发 污 染 物 的 光 谱 定 量 解 析 算 法 ꎬ 再 结 合 光 机 电 算 工 程 化 技 术 ꎬ 形 成 了 以 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 差 分 光 学 吸 收 光 谱 学 技 术 [ ５ ] 、 Ｌ Ｉ Ｄ Ａ Ｒ 激 光 雷 达 技 术 [ ６ ￣ ７ ] 、 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 傅 里 叶 光 谱 学 [ ８ ￣ ９ ] 技 术 以 及 激 光 击 穿 光 谱 学 Ｌ Ｉ Ｂ Ｓ 技 术 等 为 主 体 的 环 境 监 测 体 系 [ １ ０ ] ꎬ 实 现 了 多 空 间 尺 度 性 、 多 时 间 尺 度 性 、 多 参 数 遥 测 ꎬ 从 根 本 上 改 变 了 传 统 的 大 气 研 究 由 点 到 线 再 到 面 的 演 绎 法 ꎬ 为 大 气 环 境 研 究 提 供 了 一 个 全 新 的 研 究 角 度 ꎬ 克 服 了 传 统 大 气 环 境 监 测 中 的 诸 多 局 限 性 . 图 １ 基 于 多 平 台 的 区 域 大 气 污 染 监 测 网 及 应 用 Ｆ ｉ ｇ . １ Ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ￣ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ２ 技 术 应 用 大 气 立 体 监 测 技 术 可 以 应 用 于 环 境 污 染 、 环 境 安 全 和 工 业 过 程 控 制 的 在 线 现 场 监 测 、 地 基 平 台 监 测 、 机 载 平 台 监 测 、 球 载 平 台 监 测 以 及 星 载 平 台 监 测 [ １ １ ￣ １ ４ ] . 对 于 固 定 点 位 监 测 ꎬ 不 同 高 度 污 染 物 浓 度 数 据 主 要 依 靠 激 光 雷 达 探 测 、 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 与 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 技 术 遥 测 获 取 ꎻ 颗 粒 物 质 量 浓 度 数 据 通 过 激 光 雷 达 探 测 获 取 ꎻ ρ ＳＯ ２ 、 ρ Ｎ Ｏ ｘ 、 ρ Ｎ Ｈ ３ 可 通 过 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 技 术 遥 测 获 取 ꎻ ρ Ｃ Ｏ 和 ρ Ｖ Ｏ Ｃ ｓ 则 可 利 用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 技 术 观 测 获 取 . 如 对 重 点 源 的 气 态 污 染 物 排 放 可 实 施 定 点 遥 感 监 测 ꎬ 对 其 颗 粒 物 及 其 前 驱 物 的 演 变 规 律 和 输 送 方 向 进 行 定 量 核 算 ꎬ 避 免 在 重 大 空 气 质 量 保 障 活 动 中 和 应 对 重 污 染 天 气 的 对 策 中 无 差 别 地 进 行 关 停 ꎻ 同 时 ꎬ 对 各 城 市 常 规 监 测 站 ρ ＳＯ ２ 、 ρ Ｎ Ｏ ２ 、 ρ Ｐ Ｍ １ ０ 、 ρ Ｐ Ｍ ２ 􀆰 ５ 、 ρ Ｃ Ｏ 的 逐 时 数 据 进 行 收 集 ꎬ 作 为 地 面 污 染 物 浓 度 信 息 的 补 充 . 对 于 无 组 织 源 排 放 或 应 急 监 测 ꎬ 通 常 采 用 车 载 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 与 车 载 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 技 术 ꎬ 对 典 型 布 点 区 域 污 染 物 地 面 浓 度 分 布 、 垂 直 柱 浓 度 分 布 进 行 移 动 遥 测 ꎬ 以 提 供 更 多 的 空 间 污 染 信 息 ꎬ 如 对 化 工 、 电 子 和 涂 装 园 区 的 Ｖ Ｏ Ｃ ｓ 进 行 常 态 化 的 车 载 监 控 形 成 的 无 组 织 排 放 大 数 据 ꎬ 可 以 对 污 染 区 的 各 个 工 艺 和 管 理 环 节 水 平 进 行 预 判 预 警 ꎬ 从 而 及 时 有 针 对 性 地 进 行 精 准 监 管 [ １ ５ ￣ １ ８ ] . 结 合 卫 星 遥 感 技 术 Ｍ Ｏ Ｄ Ｉ Ｓ 、 Ｏ Ｍ Ｉ 、 Ａ Ｉ Ｒ Ｓ 等 可 以 反 演 得 到 各 污 染 物 颗 粒 物 、 ＳＯ ２ 、 Ｎ Ｏ ２ 、 Ｃ Ｏ 等 的 区 域 宏 观 浓 度 变 化 趋 势 ꎬ 以 及 对 污 染 物 浓 度 的 空 中 观 测 信 息 进 行 验 证 对 比 . 随 着 技 术 的 进 步 ꎬ 区 域 立 体 探 测 技 术 在 不 断 发 展 ꎬ 从 垂 直 定 向 观 测 向 三 维 扫 描 观 测 发 展 ꎬ 从 固 定 站 点 观 测 向 走 航 移 动 观 测 发 展 ꎬ 从 颗 粒 物 的 空 间 观 测 到 臭 氧 、 Ｖ Ｏ Ｃ 等 气 态 污 染 物 的 空 间 观 测 ꎬ 从 单 一 污 染 要 素 观 测 到 环 境 、 污 染 物 等 多 要 素 协 同 观 测 等 . 在 以 区 域 立 体 探 测 技 术 为 基 础 的 环 境 监 测 网 络 中 〔 见 图 １ ａ 〕 ꎬ 通 过 环 境 监 测 获 取 污 染 状 况 及 其 变 化 规 律 ꎬ 掌 握 环 境 质 量 和 固 定 污 染 源 排 放 ꎻ 城 市 和 区 域 模 拟 则 为 污 染 物 排 放 与 环 境 质 量 之 间 建 立 数 值 关 系 ꎬ 进 一 步 推 进 环 境 、 气 象 、 交 通 及 科 研 监 测 数 据 的 融 合 共 享 ꎬ 通 过 实 践 建 立 多 元 数 据 获 取 的 运 行 规 范 和 共 享 机 制 ꎬ 实 现 各 级 各 类 监 测 数 据 系 统 互 联 共 享 ꎬ 提 升 监 测 预 报 预 警 、 信 息 化 能 力 和 保 障 水 平 ꎬ 为 改 善 环 境 质 量 的 污 染 排 放 控 制 和 治 理 措 施 的 效 果 评 价 提 供 技 术 支 持 和 决 策 支 撑 〔 见 图 １ ｂ 〕 . ２ 􀆰 １ 固 定 点 立 体 监 测 ６ ４ ６ １第 １ ０ 期 刘 文 清 等 区 域 大 气 环 境 污 染 光 学 探 测 技 术 进 展 近 １ ０ 年 来 ꎬ 京 津 冀 地 区 包 括 晋 蒙 豫 鲁 及 其 周 边 地 区 的 大 气 污 染 呈 持 续 时 间 长 、 灰 霾 出 现 频 次 高 、 污 染 物 的 性 质 不 稳 定 和 浓 度 高 等 特 点 . 科 学 试 验 和 卫 星 综 合 分 析 表 明 ꎬ 从 河 北 省 北 部 、 山 东 省 西 北 部 向 北 沿 太 行 山 脉 到 燕 山 山 脉 形 成 了 一 条 污 染 聚 集 带 ꎬ 在 气 流 比 较 弱 的 情 况 下 ꎬ 区 域 内 排 放 的 污 染 物 和 外 来 输 送 的 污 染 物 会 在 该 地 带 聚 集 ꎬ 无 法 向 外 输 送 ꎬ 当 污 染 物 积 累 效 应 超 过 大 气 环 境 容 量 时 ꎬ 就 形 成 了 区 域 性 重 度 大 气 污 染 现 象 . 为 了 进 一 步 研 究 京 津 冀 地 区 大 气 污 染 特 征 ꎬ 厘 清 输 送 通 道 的 影 响 ꎬ 在 科 学 技 术 部 和 中 国 科 学 院 的 支 持 下 ꎬ 中 国 科 学 院 及 国 内 科 研 院 所 在 京 津 冀 地 区 多 次 开 展 了 大 气 环 境 立 体 探 测 技 术 研 究 . ２ ０１ ７ 年 ９ 月 实 施 的 “ 大 气 重 污 染 成 因 与 治 理 攻 关 项 目 ” 更 是 建 立 了 迄 今 为 止 我 国 京 津 冀 地 区 最 完 备 的 天 地 空 一 体 化 立 体 综 合 观 测 网 . １ ６ 个 地 基 立 体 观 测 站 点 从 ２０ １ ７ 年 １ ０ 月 下 旬 投 入 连 续 观 测 ꎬ 以 激 光 雷 达 、 Ｍ Ａ Ｘ ￣ Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 、 卫 星 遥 感 等 空 间 立 体 观 测 手 段 为 主 ꎬ 充 分 利 用 区 域 或 典 型 城 市 大 气 中 污 染 物 总 量 的 综 合 观 测 技 术 和 方 法 ꎬ 重 点 关 注 太 行 山 输 送 通 道 、 燕 山 输 送 通 道 、 东 南 部 和 南 部 输 送 通 道 的 空 间 输 送 状 况 ꎬ 获 取 了 静 稳 天 气 下 的 污 染 物 总 量 数 据 、 对 流 天 气 下 的 污 染 物 通 量 数 据 以 及 污 染 物 积 累 过 程 的 观 测 数 据 . 地 基 立 体 观 测 站 点 选 址 经 过 关 联 性 优 化 ꎬ 多 位 于 城 市 行 政 边 界 位 置 ꎬ 力 图 减 少 本 地 污 染 源 的 影 响 ꎬ 强 化 输 送 观 测 的 代 表 性 . 通 过 大 量 的 观 测 和 数 值 模 拟 等 研 究 ꎬ 基 本 弄 清 了 京 津 冀 及 周 边 地 区 大 气 污 染 的 成 因 和 污 染 传 输 路 径 ꎬ 达 成 了 科 学 共 识 . 图 ２ 为 激 光 雷 达 于 ２ ０１８ 年 １ 月 中 旬 观 测 到 的 京 津 冀 地 区 污 染 物 输 送 通 道 及 其 时 空 分 布 ꎬ 污 染 前 期 主 要 集 中 在 京 津 冀 中 南 部 和 山 西 省 南 部 地 区 ꎬ 污 染 中 后 期 京 津 冀 地 区 北 部 如 北 京 市 、 天 津 市 、 廊 坊 市 等 城 市 受 多 股 弱 冷 空 气 影 响 ꎬ 污 染 形 势 有 所 缓 解 ꎬ 但 京 津 冀 地 区 中 南 部 重 污 染 过 程 持 续 . ２ ０１７ ２ ０ １８ 年 秋 冬 季 ꎬ 京 津 冀 地 区 几 次 污 染 形 成 初 期 ꎬ 均 主 要 以 偏 南 风 西 南 风 或 南 风 为 主 ꎬ 风 速 较 低 ꎬ 并 且 存 在 明 显 的 边 界 层 降 低 和 逆 温 现 象 . 图 ２ ２ ０ １ ８ 年 １ 月 中 旬 激 光 雷 达 观 测 到 的 京 津 冀 区 域 污 染 物 输 送 通 道 及 其 时 空 分 布 Ｆ ｉ ｇ . ２ Ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ｏ ￣ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｒ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｌ ｉ ｄ ａ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｄ ｄ ｌ ｅ ｏ ｆ Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ￣ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ￣ Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ２􀆰 ２ 车 载 走 航 观 测 车 载 走 航 遥 测 不 受 地 点 、 时 间 、 季 节 的 限 制 ꎬ 在 突 发 性 环 境 污 染 事 故 发 生 时 ꎬ 监 测 车 可 迅 速 进 入 污 染 现 场 ꎬ 应 用 监 测 仪 器 在 第 一 时 间 查 明 污 染 物 的 种 类 、 污 染 程 度 ꎬ 同 时 结 合 车 载 气 象 系 统 确 定 污 染 范 围 以 及 污 染 扩 散 趋 势 ꎬ 可 准 确 地 为 决 策 部 门 提 供 技 术 依 据 . 车 载 大 气 污 染 监 测 系 统 主 要 由 激 光 发 射 系 统 、 接 收 系 统 、 信 号 探 测 与 采 集 系 统 、 Ｇ Ｐ Ｓ 全 球 定 位 系 统 ４ 个 单 元 组 成 . 激 光 器 发 射 的 激 光 经 准 直 扩 束 后 垂 直 进 入 大 气 ꎬ 激 光 与 大 气 相 互 作 用 产 生 的 后 向 散 射 光 被 望 远 ７ ４ ６ １ 环 境 科 学 研 究 第 ３ ２ 卷 镜 接 收 ꎬ 接 收 信 号 经 探 测 采 集 存 储 进 入 计 算 机 . 此 外 ꎬ Ｇ Ｐ Ｓ 全 球 定 位 系 统 采 集 的 经 纬 度 信 息 也 被 存 储 进 监 测 设 备 的 原 始 数 据 中 . 在 区 域 大 气 污 染 立 体 监 测 中 ꎬ 通 常 使 用 车 载 走 航 Ｓ Ｏ Ｆ ￣ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 观 测 Ｖ Ｏ Ｃ ｓ 、 车 载 多 轴 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 观 测 ＳＯ ２ ∕ Ｎ Ｏ ２ 通 量 、 车 载 激 光 雷 达 观 测 颗 粒 物 通 量 和 总 量 ꎬ 此 外 还 可 安 装 空 气 质 量 监 测 系 统 ꎬ 用 于 获 取 移 动 式 监 测 环 境 空 气 质 量 及 多 种 气 象 参 数 . 在 具 体 应 用 中 ꎬ 走 航 路 线 的 设 计 原 则 重 点 城 市 的 观 测 路 线 应 能 围 绕 该 区 域 的 代 表 性 区 域 ꎬ 且 能 路 线 闭 合 ꎻ 大 范 围 观 测 路 线 应 选 择 经 过 重 点 城 市 的 高 速 公 路 网 ꎬ 且 路 线 应 尽 可 能 沿 可 能 输 送 路 径 、 能 覆 盖 整 个 污 染 气 团 剖 面 ꎬ 观 测 路 线 应 尽 量 避 开 道 路 上 方 有 遮 挡 物 如 隧 道 、 树 荫 的 路 线 . 车 载 移 动 监 测 获 取 污 染 气 体 通 量 的 原 理 基 本 相 似 ꎬ 该 研 究 以 车 载 被 动 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 为 例 进 行 介 绍 . 车 载 被 动 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 系 统 对 烟 羽 剖 面 进 行 扫 描 测 量 〔 见 图 ３ ａ 〕 ꎬ 假 设 在 每 条 测 量 谱 的 积 分 时 间 采 样 点 Δ ｔ 内 ꎬ 仪 器 运 动 距 离 为 Δ ｘ ꎬ 而 烟 羽 在 风 的 作 用 下 移 动 距 离 为 Δ ｙ ꎬ 此 时 测 量 过 程 中 采 样 点 气 体 的 垂 直 柱 浓 度 Ｖ Ｃ Ｄ 反 映 的 是 图 ３ ａ 中 这 个 立 方 体 所 包 围 着 的 烟 羽 的 平 均 柱 密 度 单 位 为 μ ｇ ∕ ｍ ２ . 假 设 烟 羽 运 动 方 向 即 风 向 与 观 测 面 车 行 方 向 Ｂ Ｃ Ｇ Ｆ 成 α 角 ꎬ 则 Δ ｔ 内 垂 直 通 过 面 Ｂ Ｃ Ｇ Ｆ 的 通 量 单 位 时 间 垂 直 通 过 单 位 面 积 的 污 染 物 的 量 可 以 写 作 Ｆ ｌ ｕ ｘ ｉ ꎬ ｊ ＝ Ｖ Ｃ Ｄ ｉ ꎬ ｊ Ｖ 车 ꎬ ｊ Ｖ 风 ⊥ ꎬ ｊ Δ ｔ 式 中 ꎬ Ｖ 风 ⊥ ꎬ ｊ ＝ Ｖ 风 ꎬ ｊ ｓ ｉ ｎ α ꎬ 表 示 风 向 垂 直 于 运 动 方 向 的 分 量 . 在 通 量 测 量 计 算 中 ꎬ 通 过 与 点 源 的 对 比 验 证 ꎬ 采 用 的 是 烟 羽 高 度 上 的 风 速 来 计 算 排 放 通 量 ꎬ 烟 羽 高 度 上 的 风 速 一 般 通 过 风 廓 线 获 取 ꎬ 但 有 时 在 测 量 过 程 中 无 法 获 取 风 廓 线 数 据 . 当 大 气 稳 定 度 在 中 性 级 别 时 ꎬ 地 面 气 象 站 数 据 和 高 空 数 据 具 有 较 好 的 一 致 性 ꎬ 所 以 在 此 情 况 下 可 采 用 地 面 气 象 站 风 速 数 据 . 在 实 际 应 用 中 ꎬ 首 先 选 取 合 理 的 走 航 路 径 ꎬ 同 时 对 重 点 观 测 城 市 划 分 成 几 个 区 域 ꎬ 分 别 对 每 个 区 域 进 行 移 动 观 测 ꎬ 获 取 每 个 区 域 的 ＳＯ ２ 、 Ｎ Ｏ ２ 排 放 量 ꎬ 用 于 卫 星 数 据 比 对 及 改 善 对 现 有 污 染 源 清 单 的 认 识 . 图 ３ ｂ 为 车 载 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 移 动 监 测 到 的 我 国 中 部 某 城 市 大 气 中 的 Ｎ Ｏ ２ 柱 浓 度 ꎬ 测 量 当 日 的 主 导 风 向 为 西 南 风 ꎬ 在 测 量 区 域 的 东 北 部 出 现 了 Ｎ Ｏ ２ 柱 浓 度 高 值 ꎬ 说 明 在 此 风 场 影 响 下 ꎬ 监 测 区 域 对 该 城 市 主 城 区 有 Ｎ Ｏ ２ 输 送 过 程 . 图 ３ 车 载 移 动 监 测 烟 羽 原 理 图 和 车 载 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 移 动 监 测 获 取 的 Ｎ Ｏ ２ 柱 浓 度 Ｆ ｉ ｇ . ３ Ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｓ ｍ ｏ ｋ ｅ ｐ ｌ ｕ ｍ ｅ ａ ｎ ｄ Ｎ Ｏ ２ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｄ Ｏ Ａ Ｓ ２􀆰 ３ 多 源 卫 星 遥 测 卫 星 遥 感 平 台 是 在 短 时 间 内 获 取 全 球 或 大 区 域 信 息 的 重 要 手 段 ꎬ 它 弥 补 了 地 面 站 点 监 测 在 空 间 尺 度 上 的 不 足 . 星 载 遥 感 大 气 污 染 监 测 较 常 规 方 法 更 具 客 观 性 ꎬ 便 于 对 全 球 和 区 域 大 气 污 染 进 行 动 态 监 测 和 预 报 ꎬ 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 . 目 前 ꎬ 星 载 大 气 污 染 遥 感 在 国 际 上 正 得 到 快 速 发 展 ꎬ 在 发 达 国 家 和 地 区 ꎬ 卫 星 遥 感 已 成 为 大 气 环 境 监 测 和 大 气 质 量 预 报 的 重 要 手 段 . 如 星 载 Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 技 术 利 用 地 面 和 大 气 的 后 向 散 射 光 进 行 痕 量 气 体 反 演 ꎬ 通 常 能 实 现 天 底 和 临 边 观 测 两 种 几 何 观 测 模 式 . 天 底 观 测 时 ꎬ Ｄ Ｏ Ａ Ｓ 系 统 的 视 场 向 下 正 对 地 球 表 面 . 美 国 国 家 航 空 航 天 局 Ｎ Ａ ＳＡ 的 Ｅ Ｏ Ｓ Ａ ｕｒ ａ 卫 星 上 搭 载 的 Ｏ ｚ ｏ ｎｅ Ｍ ｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎｇ Ｉ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｏ Ｍ Ｉ ꎬ 欧 洲 航 天 总 署 Ｅ ＳＡ 开 发 的 搭 载 到 Ｅ Ｒ Ｓ ￣ ２ 卫 星 上 的 Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｏ ｚ ｏ ｎ ｅ Ｍ ｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎｔ Ｇ Ｏ Ｍ Ｅ 以 及 随 后 发 射 的 Ｍ Ｅ Ｔ Ｏ Ｐ ￣ Ａ 上 搭 载 的 Ｇ Ｏ Ｍ Ｅ ￣ ２ 和 Ｅ ｎｖ ｉ ｓ ａ ｔ 上 搭 载 的 ＳＣ Ｉ Ａ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｙ 均 采 用 了 天 底 观 测 方 式 . 另 外 ꎬ Ｓ Ｃ Ｉ Ａ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｙ 仪 器 除 了 天 底 测 量 之 外 ꎬ 还 能 实 现 临 边 测 量 ꎬ 通 过 临 边 测 量 ꎬ ＳＣ Ｉ Ａ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｙ 能 够 以 高 分 辨 率 反 演 痕 量 气 体 的 垂 直 廓 线 . 我 国 自 行 研 制 ８ ４ ６ １第 １ ０ 期 刘 文 清 等 区 域 大 气 环 境 污 染 光 学 探 测 技 术 进 展 的 高 分 ５ 号 卫 星 搭 载 了 ２ 台 对 地 观 测 载 荷 可 见 短 波 红 外 高 光 谱 相 机 和 全 谱 段 光 谱 成 像 仪 和 ４ 台 大 气 探 测 载 荷 大 气 气 溶 胶 多 角 度 偏 振 探 测 仪 、 大 气 痕 量 气 体 差 分 吸 收 光 谱 仪 、 大 气 主 要 温 室 气 体 监 测 仪 和 大 气 环 境 红 外 甚 高 光 谱 分 辨 率 探 测 仪 ꎬ 可 对 Ｃ Ｏ ２ 、 Ｃ Ｈ ４ 、 Ｏ ３ 、 Ｎ Ｏ ２ 、 Ｓ Ｏ ２ 等 大 气 成 分 和 大 气 气 溶 胶 特 性 进 行 监 测 . 我 国 于 ２０ １ ８ 年 首 次 获 取 了 全 球 Ｎ Ｏ ２ 柱 浓 度 空 间 分 布 结 果 ꎬ 空 间 分 辨 率 为 ２４ ｋ ｍ １ ３ ｋｍ . 从 全 球 范 围 看 ꎬ Ｎ Ｏ ２ 柱 浓 度 的 高 值 主 要 分 布 在 东 北 亚 我 国 华 北 和 东 北 地 区 、 韩 国 、 俄 罗 斯 西 伯 利 亚 以 及 日 本 北 部 、 美 国 中 北 部 、 印 度 北 部 、 欧 洲 中 部 、 南 非 等 地 . 此 外 ꎬ 还 可 采 用 多 源 Ｏ Ｍ Ｉ 、 Ｍ Ｏ Ｄ Ｉ Ｓ 等 卫 星 二 级 数 据 ꎬ 通 过 网 格 化 插 值 算 法 获 得 区 域 污 染 物 ＳＯ ２ 、 Ｎ Ｏ ２ 、 颗 粒 物 的 空 间 分 布 见 图 ４ ꎬ 分 析 大 气 污 染 过 程 不 同 阶 段 、 不 同 区 域 污 染 物 总 量 ꎬ 结 合 气 象 信 息 获 取 重 点 城 市 区 域 的 排 放 通 量 . 图 ４ Ｏ Ｍ Ｉ 卫 星 反 演 的 我 国 部 分 地 区 Ｎ Ｏ ２ 柱 浓 度 ２ ０ １ ６ 年 １ ２ 月 ２ ０ １ ７ 年 ２ 月 Ｆ ｉ ｇ . ４ Ｎ Ｏ ２ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｏ ｍ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｄ ｅ ｃ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ ꎬ ２ ０ １ ６ ｔ ｏ Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ꎬ ２ ０ １ ７ ｒ ｅ ｔ ｒ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｏ Ｍ Ｉ ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ