淺述遙感技術在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應用

胡玉芳

【摘 要】目前，環(huán)境污染已引起了人們的廣泛關注，它不僅給我們的生產生活帶來了不便，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，以便于及時制定出解決方案。遙感技術憑借其效率高、監(jiān)測范圍廣、成本低以及實時監(jiān)測等諸多優(yōu)點，被廣泛地應用于環(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是怎樣用來監(jiān)測它們的。

【關鍵詞】遙感技術；環(huán)境監(jiān)測；大氣污染；應用

中圖分類號： X87 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0174-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.076

0 前言

近些年來，人們過于關注如何獲取金山銀山，殊不知與此同時綠水青山正悄悄地遠離我們。曾經，我們的城市樸素而又美麗；如今，我們的城市渾濁而又灰暗。當霧霾來臨時，藍天白云不見了，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)，因為紅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，這些都是大自然對我們的懲罰，懲罰我們不好好保護環(huán)境。治理環(huán)境問題已刻不容緩，而環(huán)境監(jiān)測又對治理環(huán)境起著促進作用，因而需加大環(huán)境監(jiān)測力度。目前，監(jiān)測環(huán)境的最佳技術手段便是遙感技術。

1 遙感技術概述

遙感，顧名思義，就是遙遠感知的意思。遙感是通過人造地球衛(wèi)星等運載工具上的傳感器，在與目標不發(fā)生直接接觸且相距較遠的情況下，探測、感知目標的技術。遙感技術作為監(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、成本低以及實時監(jiān)測等優(yōu)勢，可以對測區(qū)內的環(huán)境質量變化進行實時有效地監(jiān)測，有利于環(huán)保部門更好地分析數據、及時制定出解決方案，以便盡可能地減少環(huán)境污染及其對自然生態(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，比如我們日常生活中常見的空氣中懸浮的灰塵、煙、霧以及災害性天氣霾，都是氣溶膠的體現形式。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)星來實時監(jiān)測大氣中氣溶膠含量的變化及其運動趨勢，較好地彌補了傳統(tǒng)工作方法的不足，極大地提高了工作的效率及準確率。

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，地表生物將被大量殺傷。由此可見，臭氧層中的臭氧含量對地面生態(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。臭氧的一個吸收帶位于2.74mm波長處，因而可用11083的地面微波輻射計監(jiān)測臭氧的含量變化。除此之外，臭氧吸收紫外線會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、資金、人力及自然環(huán)境條件的限制，很難設立足夠多的地面監(jiān)測站來對沙塵暴進行長期的監(jiān)測、分析與預報，此時，遙感技術便成為了監(jiān)測沙塵暴的最佳技術方法。眾多研究表明NOAA衛(wèi)星AVHRR（五個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)現沙塵暴天氣出現時，AVHRR的可見光通道的反射率會增強，且反射率越高表明沙塵暴的強度越大。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人體或自然環(huán)境產生不利影響的氣體，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。當這些有害氣體達到一定濃度時，會嚴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會誘發(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合便會形成酸雨，腐蝕建筑物、市政設施、農作物、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志，進行實際反演來推斷有害氣體的性質和程度。當植物吸收二氧化硫等有害氣體后，其對紅外光的反射率會明顯下降，葉片顏色也會產生差異。因此，可以通過與正常植物的對比來簡接分析有害氣體的性質與濃度。

3 結語

利用遙感技術監(jiān)測環(huán)境有效地彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測技術的不足，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用。相信在遙感技術的輔助下，環(huán)境問題可以得到妥善解決，我們可以重現綠水青山。

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