科学家用遥感数据回溯30年中国雾霾史

[导读] 一篇发表在学术期刊《大气环境》(AtmosphericEnvironment)上的学术论文揭示了中国30余年的“雾霾史”，中国气象局国家卫星气象中心张兴赢研究员团队使用卫星观测数据回溯了1979-2013年间中国雾霾的发展情况和演变特征。

　　近日，一篇发表在学术期刊《大气环境》(AtmosphericEnvironment)上的学术论文揭示了中国30余年的“雾霾史”，中国气象局国家卫星气象中心张兴赢研究员团队使用卫星观测数据回溯了1979-2013年间中国雾霾的发展情况和演变特征。

　　过去的30余年是中国经济和工业快速发展的时期，许多城市都经历了空气污染和严重雾霾事件困扰。近几年，中国东部地区严重雾霾事件频发，在对这些雾霾事件的研究中，张兴赢团队开发出了能够很好的指示出雾霾影响的范围、强度的“吸收性气溶胶指数产品(AAI)”，文中指出，该产品的有效性已经在多个雾霾案例研究中得到证实，例如2013年1月的雾霾事件的研究。

　　张兴赢团队随后将此产品应用于对中国过往几十年中雾霾状况的回溯研究中，该研究于2015年8月底发表。研究结论显示，在中国东部和东北部，近30年间雾霾污染总体不断增加，尤其在2005年以后，主要的经济区域都可见雾霾污染的快速增长，从2008年至2013年初，一些地方的空气污染状况有所好转，但京津冀地区的雾霾仍保持上升趋势。

　　发现遥感“雾霾指数”

　　卫星遥感空气污染是目前对地观测发展的重要方向，美国、欧洲等发达国家在2000年前后多开始着手卫星监测大气污染的试验，目前已经具备了一定的卫星大气污染探测能力，2009年，日本在发射了*颗温室气体观测卫星，2014年美国也成功发射了二氧化碳观测卫星。

　　这其中，吸收性气溶胶指数(AAI)产品早年在欧美国家主要用于沙尘、火山爆发和森林大火监测。在刚刚发表的这项研究中，张兴赢提出，卫星遥感得到的AAI指数可用于指示中国地区雾霾的范围、强度。

　　雾霾颗粒物中主要的三大组成成分(含碳的气溶胶、硫酸盐和硝酸盐)之一的含碳气溶胶成分是强吸收性物质，对该卫星产品有很强的指示性。在过去两年中，张兴赢团队发现，AAI产品确实可以客观有效地定量指示雾霾的影响范围和强度。即，一个地区在某个时段的AAI指数越高，说明此地当时的空气中颗粒物污染越严重。

　　例如，2013年1月，中国中东部爆发长时间、大面积的大气雾霾污染事件。张兴赢团队针对该月的卫星数据做了案例研究。结果显示，在这个月中，中国东部多地的AAI数值较高，并且出现了五次峰值，而这五次峰值的时间和空间的也与地面站点观测到的重度雾霾事件相吻合。

　　“于是，我就想看看，究竟中国历*雾霾是如何演变和发生的。”张兴赢表示，他随后获取了美国从1978年开始就有的卫星紫外的数据，团队花了近2年时间重新回溯研究中国地区从1979年开始雾霾的发展和演变情况。

　　张兴赢表示，传统的监测是依靠地面站点来开展的，早年中国部署的站点数量少，站点监测的代表性和覆盖范围有限，不同站点间数据质量的均一性控制也面临挑战，因此研究者几乎无从追溯中国历*的雾霾发展情形。

　　中国卫星遥感研究空气污染的领域起步较晚，但近年来发展势头迅猛，正在追赶国外同行的工作。中国于2008年发射的风云三号气象卫星实现了我国自主卫星探测臭氧和气溶胶的能力，目前国内相关部门也在紧锣密鼓地研制能够精细探测主要污染气体和温室气体的技术。

　　张兴赢介绍，中国自主的大气污染探测卫星和温室气体探测卫星即将在明年发射升空，未来中国将可以拥有自主的“太空监测站”，给大气环境治理提供宝贵的空间监测数据。

　　30年雾霾变迁

　　基于这项技术，使用过去30多年的卫星观测数据，张兴赢团队回溯了中国雾霾的发展情况和演变特征：东部和东北部雾霾问题越来越严重，而南方地区则有转好的趋势。

　　研究发现，AAI数据显示，在30余年间，中国东部和东北部的空气污染总体呈不断上升之势。2005年以后，主要的经济区域都可见雾霾污染的快速增长，2008年-2013年间，京津冀地区的空气污染继续趋向恶化，其他的一些地方则开始有所好转。

　　数据显示，在中国东部和东北部，雾霾问题在近30年间都呈现上升的趋势。2005年之前，东部和东北部地区，受沙尘影响，AAI数据的峰值通常出现在春季，然而在2005年之后，东部的AAI峰值却开始出现在冬季，影响因素则主要是雾霾。2005年之后，东北部地区的AAIzui高峰值出现在冬季，次峰值则出现在春季，因为这个地区既受春季沙尘的影响，也受冬季雾霾的影响。

　　研究还显示，近年来中国东部大气环境质量恶化，一方面主要是工业能源消耗排放的不断加剧，同时，在气候变化背景下中国大气环境容量的逐年降低(风速、降水等)也是一个显著的影响因素。

　　然而中国南部的情况则让人比较乐观，自上世纪90年代末中国政府开始实施空气治理措施后，中国南方地区的空气质量已经出现了好转。在南方，AAI数值的主要在春季出现，但近十年来已经出现了下降的趋势。

　　“环境控制是漫长的过程，我们不能指望*。”张兴赢认为，中国南方的空气质量转好，证明了合理科学的大气污染治理措施能够很好地实现对大气环境的控制。

　　从该研究结论来看，截至2013年1月，中国南方地区这些年的空气质量在不断改善，但中东部的问题在进一步加剧。张兴赢表示，该研究论文数据只截止到2013年1月，从那时起，中国高度重视大气污染的控制和治理，这两年卫星数据的评估表明，中东部地区的大气环境质量没有进一步恶化下去，正在缓慢地恢复。

[来源：财经网]