淺述遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

胡玉芳

【摘 要】目前，環(huán)境污染已引起了人們的廣泛關(guān)注，它不僅給我們的生產(chǎn)生活帶來了不便，有些污染甚至威脅我們的健康，因而必須加大環(huán)境監(jiān)測力度，以便于及時(shí)制定出解決方案。遙感技術(shù)憑借其效率高、監(jiān)測范圍廣、成本低以及實(shí)時(shí)監(jiān)測等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測中。本文將簡單論述一些常見的大氣污染問題以及遙感技術(shù)是怎樣用來監(jiān)測它們的。

【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測；大氣污染；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： X87 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）11-0174-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.076

0 前言

近些年來，人們過于關(guān)注如何獲取金山銀山，殊不知與此同時(shí)綠水青山正悄悄地遠(yuǎn)離我們。曾經(jīng)，我們的城市樸素而又美麗；如今，我們的城市渾濁而又灰暗。當(dāng)霧霾來臨時(shí)，藍(lán)天白云不見了，我們的城市原本穿著的色彩斑斕的漂亮衣服不見了，取而代之的是一件破破爛爛、臟兮兮的衣服；人們臉上原本洋溢的笑容不見了，取而代之的是憂愁的面孔以及丑陋的防霾口罩，匆匆逃離室外；交通事故頻發(fā)，因?yàn)榧t綠燈也變的灰蒙蒙的，使人們分不清是紅燈還是綠燈。我們不知道自己喝的水是不是被污染過，呼吸的是不是有毒氣體。其實(shí)，這些都是大自然對(duì)我們的懲罰，懲罰我們不好好保護(hù)環(huán)境。治理環(huán)境問題已刻不容緩，而環(huán)境監(jiān)測又對(duì)治理環(huán)境起著促進(jìn)作用，因而需加大環(huán)境監(jiān)測力度。目前，監(jiān)測環(huán)境的最佳技術(shù)手段便是遙感技術(shù)。

1 遙感技術(shù)概述

遙感，顧名思義，就是遙遠(yuǎn)感知的意思。遙感是通過人造地球衛(wèi)星等運(yùn)載工具上的傳感器，在與目標(biāo)不發(fā)生直接接觸且相距較遠(yuǎn)的情況下，探測、感知目標(biāo)的技術(shù)。遙感技術(shù)作為監(jiān)測環(huán)境污染的重要方法，與傳統(tǒng)方法相比，擁有效率高、監(jiān)測范圍廣、成本低以及實(shí)時(shí)監(jiān)測等優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)測區(qū)內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量變化進(jìn)行實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測，有利于環(huán)保部門更好地分析數(shù)據(jù)、及時(shí)制定出解決方案，以便盡可能地減少環(huán)境污染及其對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成的危害。

2 利用遙感技術(shù)監(jiān)測大氣環(huán)境

2.1 監(jiān)測大氣氣溶膠

大氣氣溶膠由空氣中分散均勻的固體顆粒及液體顆粒組成，是空氣中的一種懸浮體系，比如我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷目諝庵袘腋〉幕覊m、煙、霧以及災(zāi)害性天氣霾，都是氣溶膠的體現(xiàn)形式。由于氣溶膠的粒子直徑較小（0.001～100μm之間），傳統(tǒng)的大氣監(jiān)測手段很難監(jiān)測大氣中氣溶膠的含量。近些年，遙感技術(shù)得到快速發(fā)展，我們可以使用具有高空間分辨率的衛(wèi)星來實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣中氣溶膠含量的變化及其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，較好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工作方法的不足，極大地提高了工作的效率及準(zhǔn)確率。

2.2 監(jiān)測臭氧層

臭氧層是臭氧濃度最大的部分，位于平流層。臭氧能有效地防止紫外線大量攝入地面，若臭氧層遭到破壞，紫外線很強(qiáng)，地表生物將被大量殺傷。由此可見，臭氧層中的臭氧含量對(duì)地面生態(tài)系統(tǒng)具有較大的影響力。低于0.3μm的紫外波段的電磁波能很好地被臭氧吸收，因而臭氧含量的變化可利用紫外波段來監(jiān)測。臭氧的一個(gè)吸收帶位于2.74mm波長處，因而可用11083的地面微波輻射計(jì)監(jiān)測臭氧的含量變化。除此之外，臭氧吸收紫外線會(huì)使臭氧層的溫度升高，含量越高增加的溫度越多，反之，含量低時(shí)增溫少。由此可知，監(jiān)測臭氧含量的變化也可以借助紅外波段。

2.3 監(jiān)測沙塵暴

沙塵暴是一種危害性極大的大氣污染問題，它包括沙暴和塵暴。它不僅影響交通安全、給我們的生產(chǎn)生活帶來不便，而且污染大氣環(huán)境、危害人體健康、甚至造成土地退化。

傳統(tǒng)的沙塵暴監(jiān)測方法因受技術(shù)、資金、人力及自然環(huán)境條件的限制，很難設(shè)立足夠多的地面監(jiān)測站來對(duì)沙塵暴進(jìn)行長期的監(jiān)測、分析與預(yù)報(bào)，此時(shí)，遙感技術(shù)便成為了監(jiān)測沙塵暴的最佳技術(shù)方法。眾多研究表明NOAA衛(wèi)星AVHRR（五個(gè)光譜通道的超高分辨率輻射儀）、MODIS衛(wèi)星及TOMS衛(wèi)星為監(jiān)測沙塵暴發(fā)揮了無可替代的作用。研究發(fā)現(xiàn)沙塵暴天氣出現(xiàn)時(shí)，AVHRR的可見光通道的反射率會(huì)增強(qiáng)，且反射率越高表明沙塵暴的強(qiáng)度越大。除此之外，AVHRR還可用來測定沙塵暴的發(fā)源地、影響的區(qū)域范圍以及影響的高度。

2.4 監(jiān)測有害氣體

有害氣體通常是指對(duì)人體或自然環(huán)境產(chǎn)生不利影響的氣體，常見的有害氣體包括甲醛（C）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（N）、二氧化硫（S）等。當(dāng)這些有害氣體達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)嚴(yán)重危害人體健康與自然生態(tài)環(huán)境，如人體吸入高濃度的甲醛時(shí)會(huì)誘發(fā)支氣管哮喘，而一定濃度的二氧化硫和氮氧化物與空氣中的水蒸汽結(jié)合便會(huì)形成酸雨，腐蝕建筑物、市政設(shè)施、農(nóng)作物、森林等。這些有害氣體通常來源于工廠排放的廢氣、汽車尾氣、燃燒煤和石油、燃放煙花爆竹等。目前常用的監(jiān)測有害氣體的方法是利用間接解譯標(biāo)志，進(jìn)行實(shí)際反演來推斷有害氣體的性質(zhì)和程度。當(dāng)植物吸收二氧化硫等有害氣體后，其對(duì)紅外光的反射率會(huì)明顯下降，葉片顏色也會(huì)產(chǎn)生差異。因此，可以通過與正常植物的對(duì)比來簡接分析有害氣體的性質(zhì)與濃度。

3 結(jié)語

利用遙感技術(shù)監(jiān)測環(huán)境有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的不足，使監(jiān)測效率、精確度及全面性得到了很大的改善。遙感今后必將朝著高空間、高光譜分辨率的方向發(fā)展，必將在環(huán)境監(jiān)測方面得到更廣泛的應(yīng)用。相信在遙感技術(shù)的輔助下，環(huán)境問題可以得到妥善解決，我們可以重現(xiàn)綠水青山。

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