高分五号“解密”全球霾分布

全球陆地上的细粒子气溶胶光学厚度(AODf)分布图，红色表示细粒子气溶胶含量高的分布区域，浅灰色表示云覆盖或无有效数据。

最近，中国科学院航空航天信息研究所、联合有效载荷研究单位、中国科学院安徽光学与力学研究所等机构，基于高芬五号卫星搭载的多角度偏振相机(DPC)，获得了第一张3.3公里空间尺度的全球AODf分布图。这是世界上空间分辨率最高的AODf遥感观测数据集。它能反映主要大气污染物(PM2.5等)的空间信息。)并提供用于“解密”全球霾分布的关键基础产品。

高芬5号卫星于2018年5月9日在太原卫星发射中心成功发射。它配备了多角度偏振成像仪等6种先进有效载荷，是中国高芬卫星系列环境监测的旗舰。DPC是我国第一台多光谱、多角度、多偏振的星载宽视场成像仪。它能覆盖可见光至近红外光谱范围，有9至12个成像角度，能探测3个偏振分量，其观测宽度可达1850公里。数据处理中心有一个特殊的探测通道，用于探测大气成分信息，如气溶胶、云、水蒸气、氧气等，还有一个考虑陆地和海洋环境的探测能力。

中国科学院航天信息研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室副主任李正强表示，高芬五号卫星获得的气溶胶光学厚度数据是目前世界上空间分辨率最高的细粒子气溶胶光学厚度卫星遥感产品，约为法国POLDER卫星等类似卫星数据产品分辨率的6倍。它能更清晰地显示污染分布的局部细节，并能连续监测全球大气细粒子气溶胶含量在轨道上的变化，支持区域污染精细控制、重点城市污染传播渠道监测、污染物可追溯性等要求。

李正强表示，DPC可以为全球覆盖和快速监测大气污染提供空间观测数据。所得气溶胶参数可用于监测大气细颗粒物污染物的分布、来源、组成和传输信息，所得分析结果与地面实际监测结果吻合较好。从全球角度来看，DPC获得的AODf高值区与全球环境空气污染重点区域的空间分布相对一致，而低值区主要分布在大气较清洁的区域。

全球215个地面站的AODf同步验证数据表明，DPC卫星遥感结果与地面观测结果吻合良好。同时，对北京地区PM2.5地面站数据的联合分析表明，卫星遥感的气溶胶光学厚度与PM2.5浓度有很好的相关性，这表明DPC在定量估算PM2.5方面有很好的潜力

卫星定量数据产品的研发及其分析和获取得到了国家国防科学技术工业局、中国科学院安徽光机所、中国遥感卫星地面站等单位的支持和帮助。中国科学院航天信息研究所环境保护卫星遥感国家重点实验室的研究团队克服了许多技术难题，建立了全球适用的细粒子气溶胶遥感模型，开发了适合国内高分辨率卫星的先进气溶胶产品生产系统。

然而，李正强还指出，卫星AODf是整个大气层中微粒的光学当量，而与环境和人类健康有关的PM2.5是指近地表层中微粒的质量浓度。“仍有必要开展大量研究和创新工作，通过卫星观测AODf来准确估算近地面的PM2.5”。(郑金吾)

中国科学杂志(2019-04-16第4版综合)