報(bào)記者呂望舒
大氣顆粒物遙感監(jiān)測、“散亂污”企業(yè)排查、重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)監(jiān)管、識(shí)別秸稈著火點(diǎn)……這些都是生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心大氣環(huán)境遙感部（以下簡稱“衛(wèi)星中心大氣部”）運(yùn)用遙感監(jiān)測和數(shù)據(jù)應(yīng)用研究，為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)助力的方方面面。
截至目前，衛(wèi)星中心大氣部累計(jì)向生態(tài)環(huán)境部相關(guān)司局和地方合作單位提交報(bào)告120多期，在區(qū)域大氣污染防治、重污染應(yīng)急監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要作用。
污染物衛(wèi)星遙感監(jiān)測：大氣污染防治的智囊團(tuán)
遙感即“遙遠(yuǎn)的感知”，是應(yīng)用探測儀器不與探測目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來，通過分析揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的科學(xué)及綜合性探測技術(shù)。
讓衛(wèi)星在大氣治理中發(fā)揮最大作用，成為這些年來衛(wèi)星中心大氣部工作人員一直努力的目標(biāo)。經(jīng)過不懈探索，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)對全國秸稈焚燒火點(diǎn)、沙塵、顆粒物、氣態(tài)污染物等大氣環(huán)境指標(biāo)的日常遙感監(jiān)測以及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。
在大氣污染物監(jiān)測方面，衛(wèi)星中心連續(xù)多年針對我國特別是重點(diǎn)區(qū)域大氣顆粒物濃度進(jìn)行遙感監(jiān)測，使追蹤污染過程、發(fā)現(xiàn)污染長時(shí)間變化規(guī)律等成為可能。
衛(wèi)星中心大氣部高級工程師張麗娟介紹，地面空氣質(zhì)量監(jiān)測站呈點(diǎn)狀分布，衛(wèi)星則可以“片”狀掃描地面大氣環(huán)境，科研人員利用大氣遙感技術(shù)，結(jié)合地面站點(diǎn)數(shù)據(jù)和空氣質(zhì)量模式系統(tǒng)，可以做到點(diǎn)面結(jié)合、時(shí)空連續(xù)地對空氣質(zhì)量進(jìn)行立體監(jiān)測和分析。
2013年以來，衛(wèi)星中心針對我國及重點(diǎn)區(qū)域大氣顆粒物濃度進(jìn)行日常遙感觀測。數(shù)據(jù)顯示，近年來全國PM2.5濃度整體上呈逐年下降的趨勢，從空間分布上看，2013年-2019年，全國PM2.5濃度空間分布格局變化不大，相對高值區(qū)仍然主要分布在四大典型城市群、成渝、長江中游城市群等地，高值區(qū)范圍逐年縮小。
目前，衛(wèi)星中心建成了直收國外TERRA、AQUA、NOAA、S-NPP、HIMAWARI-8及國內(nèi)風(fēng)云三號等多顆常用衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收系統(tǒng)，可以在衛(wèi)星過境時(shí)接收其下傳的遙感數(shù)據(jù)。
隨著衛(wèi)星載荷研制技術(shù)的發(fā)展，大氣顆粒物遙感監(jiān)測將朝著極軌與靜止衛(wèi)星一體化、多傳感器綜合、主被動(dòng)相結(jié)合的衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)體系發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)對大范圍區(qū)域PM2.5的高時(shí)空分辨率（小時(shí)百米級）、多元化（粒徑大小、重要組分）、立體化（垂直分布）遙感綜合監(jiān)測，在多種尺度上反映PM2.5的宏觀分布趨勢、源匯分布和傳輸路徑等。
衛(wèi)星遙感高精度篩查：環(huán)境執(zhí)法的助力器
去年，生態(tài)環(huán)境部啟動(dòng)“千里眼”計(jì)劃，通過衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，找出京津冀及周邊“2+26”城市、汾渭平原、長三角地區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域PM2.5濃度較高的地方，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管。遠(yuǎn)在千里之外，監(jiān)管部門便可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)哪些地方有大氣環(huán)境問題，從而提高監(jiān)管效能。在“千里眼”計(jì)劃中，衛(wèi)星的作用非常關(guān)鍵。
“利用衛(wèi)星遙感資料，開展重污染區(qū)域分析，可以精細(xì)化提取并篩選出1km×1 km的重點(diǎn)督查網(wǎng)格。同時(shí)，結(jié)合高分辨率衛(wèi)星圖像，識(shí)別疑似‘散亂污’企業(yè)?！毙l(wèi)星中心大氣部工程師陳輝告訴記者。
在這項(xiàng)工作中應(yīng)用到的熱點(diǎn)網(wǎng)格，也是衛(wèi)星中心大氣部的重點(diǎn)工作之一。
“我們利用多光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)大區(qū)域范圍內(nèi)多種大氣污染物濃度的空間分布監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建大氣環(huán)境污染高發(fā)指數(shù)，根據(jù)時(shí)間序列的區(qū)域大氣環(huán)境污染高發(fā)指數(shù)分布結(jié)果，篩選出熱點(diǎn)網(wǎng)格。然后，基于高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)，剔除了工業(yè)企業(yè)用地面積占比較低的網(wǎng)格。最后，根據(jù)最新高清衛(wèi)星遙感影像對重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)格內(nèi)的中小型污染企業(yè)進(jìn)行解譯判別?！标愝x說。
據(jù)了解，為配合生態(tài)環(huán)境部2018年-2019年藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)重點(diǎn)區(qū)域強(qiáng)化督查第二階段在汾渭平原的強(qiáng)化督查，大氣部對汾渭平原的熱點(diǎn)網(wǎng)格及疑似“散亂污”企業(yè)進(jìn)行了篩選分析，從汾渭平原11座城市中共獲取熱點(diǎn)網(wǎng)格2032個(gè)，疑似“散亂污”企業(yè)554處，有力地支持了大氣污染防治強(qiáng)化督查工作。
2018年3月，京津冀及周邊地區(qū)出現(xiàn)的一次重污染天氣過程中，衛(wèi)星中心大氣部根據(jù)3月12日的衛(wèi)星監(jiān)測結(jié)果，選取污染較重的北京市、石家莊市等14個(gè)城市，每個(gè)城市選取污染物濃度較高的網(wǎng)格，結(jié)合高分辨率衛(wèi)星影像進(jìn)行篩選，共篩選出600個(gè)污染濃度異常的熱點(diǎn)網(wǎng)格，提交給生態(tài)環(huán)境部環(huán)監(jiān)局，為環(huán)境執(zhí)法提供技術(shù)支撐。
重點(diǎn)行業(yè)無組織排放遙感識(shí)別：企業(yè)監(jiān)督的偵察兵
為促進(jìn)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，生態(tài)環(huán)境部去年4月發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（以下簡稱《意見》），對鋼鐵企業(yè)在存儲(chǔ)、輸送和生產(chǎn)過程的污染物排放（包括無組織排放和有組織排放）做出相關(guān)規(guī)定。衛(wèi)星中心大氣部根據(jù)《意見》要求，對全國鋼鐵行業(yè)進(jìn)行了衛(wèi)星遙感排查。
“我們基于高分一號、高分二號衛(wèi)星遙感，結(jié)合鋼鐵企業(yè)周邊區(qū)域所需基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、鋼鐵企業(yè)內(nèi)部設(shè)施圖片及其他資料，圍繞鋼鐵行業(yè)超低排放措施中鋼鐵企業(yè)物料儲(chǔ)存、物料輸送、焦?fàn)t實(shí)施爐體加罩封閉收集、清潔運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容，進(jìn)行影像解譯、監(jiān)督分類?！毙l(wèi)星中心大氣部正高級工程師毛慧琴一邊說一邊給記者展示了鋼鐵廠監(jiān)管的圖片。
在某鋼鐵廠去年1月的衛(wèi)星圖上，可以清晰地看到物料堆放區(qū)并未密閉，而在去年12月的衛(wèi)星圖中，已經(jīng)可以看到密閉的存放區(qū)。這樣一來，不僅可以看到企業(yè)是否完成整改，還可以監(jiān)督企業(yè)整改進(jìn)度。
“目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對鋼鐵企業(yè)物料區(qū)密閉存儲(chǔ)設(shè)施遙感識(shí)別、物料輸送密閉輸送通道遙感識(shí)別、專用鐵路建設(shè)進(jìn)展遙感識(shí)別等。”毛慧琴說。
“基于多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以獲取各污染物濃度的時(shí)間變化趨勢，但是為了更好地支撐污染物減排政策的制定及有效評估，還需要結(jié)合大氣模型，實(shí)現(xiàn)濃度監(jiān)測向排放的定量核算的轉(zhuǎn)變。”毛慧琴補(bǔ)充道。
“我們目前僅對鋼鐵這一重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行遙感監(jiān)測及分析?！闭劶拔磥淼墓ぷ鞣较驎r(shí)，毛慧琴告訴記者：“基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的分辨率以及衛(wèi)星遙感反演技術(shù)的發(fā)展程度，并加強(qiáng)衛(wèi)星資料在數(shù)值模式中的同化應(yīng)用研究，未來不僅可以面向水泥、火電等重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用，還可以應(yīng)用于造成臭氧污染的石化等特征行業(yè)。”
