大气环境遥感监测应用发展现状

在区域大气环境遥感方面，由于卫星遥感监测大气环境污染的优势，使得利用卫星遥感监测大气环境的技术得到了较快的发展，自20世纪70年代开始到现在，欧美等发达困家在使用卫星遥感技术监测大气气溶胶、可吸入颗粒物(TSP、PM₁₀)、 臭氧(0₃)、二氧化硫(SO₂)、二氧化氨(NO₂)、二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)等方面取得了显著进展，其中对大气溶胶、O₃、沙尘暴等监测已经基本达到业务化应用程度。经过多年努力，国际上已发展了大量用于大气环境监测的卫星传感器，主要有美国的NOAA/AVHRR、EOS-TERRA、AQUAMODIS、TERRAMOPITT,欧空局的ENVISAT/SCIAMACHY、ERS-2/GOME、METOP-1/GOME-2，日本的ADEOS- II/TOMS&TOVS等。其中用于探测气溶胶光学厚度的有装载于EOS-TERRA和EOS-AQUA平台上的MODIS传感器，ERBS平台上的SAGE II 传感器，此外还有GOES、TOMS等传感器；用于探测O₃的有装载于NASA的TOMS传感器、装载于NOAA上的TOVS传感器、装载于ERS-2上的GOME传感器、装载于METOP-I 上的GOME-2传感器等:用于探测CO和CH₄的有装载于EOS TERRA上的MOPTT传感器:用于探测SO3、NO2等气体的有SCIAMACHY传感器等。其中美国的TERRA卫星上携带的对流层污染测量传感器MOPITT可以实现对研究区城50x艺室度C0的浓股分布和由于生物质燃烧释放的co的分布:美国的RXAQUA卫足上携带的MOOIS传感器、OrbViewv2卫星上的SeaWiFS传感器可以实现对大气污染事件的监测。如烟雾、霾、火灾、沙尘、火山喷发等引起的污染现象的监测，TERRA卫星上的MISR传感器可以实现对大气雾和霾、大气颗粒物的监测: CERES传感器可实现对大气气溶胶的辐射影响效应的监测: ASTER可以实现对火灾、烟雾、火山喷发、大型火电站的监测: TRMM卫星的可见光和红外扫描仪(VIRS) 传感器也可以实现对火灾形成的烟雾进行监测。

由于大气中各成分的浓度较小，且波谱特征较为复杂，卫星遥感对大 气污染参数监测能力较弱，但是由于大气成分监测对象在紫外、可见光、红外波段的吸收特性和对不同波段太阳辐射的消光差异，综合利用可见光、紫外、红外等高光谱遥感，可以较好地实现对大气环境的遥感监测和分析。发达国家对大气气溶胶、臭氧、沙尘暴的监测基本实现业务化应用，国内对大气气溶胶、颗粒物浓度、沙尘以及秸秆焚烧火点监测等也已经开始业务化运行，SO₂、NO₂、CO₂、CO等污染气体与温室气体监测正在进行应用示范。国产卫星主要为风云系列气象卫星(FY) 和环境一号卫星(HJ-1)， 目前已经建立了气溶胶、颗粒物浓度、污染与温室气体(O₃、 SO₂、NO₂、CO₂、CO、CH₄)、 热污染等大气监测指标的遥感反演与信息提取算法与技术流程，并在空气环境遥感技术研究与应用示范等方面进行了研究，开展空气质量评价、秸秆焚烧火点监测，沙尘监测预警等应用。其中，对全国和地区的秸秆焚烧动态监测、城市大气气溶胶监测、沙尘及沙尘暴动态监测与评估已经实现业务化运行，正在尝试开展对污染气体、温室气体以及颗粒物浓度的业务化动态监测。其中，在2008年北京奥运会、2010 年上海世博会和广州亚运会期间，对北京周边、长三角和珠三角地区秸秆焚烧情况进行遥感监测，为环境监察部门的执法工作提供了重要依据，为保障北京奥运会、上海世博会和州亚运会期间空气质量控制提供了信息服务。