中美遙感衛星差多大?美國收集全球氣溶膠分布數據,預防新冠病毒

2020-09-03 野武士

最近世界衛生組織發布新型冠狀病毒傳播方式的簡報,其中就提到已經不再排除氣溶膠傳播的可能性,但是世界衛生組織尚未對保護人們免受氣溶膠感染COVID-19給出建議。

本周,甚至有200多名科學家向世衛組織發表了一封公開信,警告COVID-19通過氣溶膠在空中傳播,並敦促世衛組織認識到風險。

而最近我國國內的一份研究顯示,通過美國遙感衛星觀測氣溶膠跟全球分布,印度最為嚴重,中國的華北地區地區次之。

那麼什麼是氣溶膠呢?

其實氣溶膠在廣義上來講就是懸浮在氣體中,所有的固體和液體的顆粒,一般直徑在0.001~100微米之間。

一、美國衛星能夠分析中國氣溶膠狀況

之前全球專家專門根據全球的氣溶膠分布,來對全球的疫情進行觀測。結果發現,實際上中國仍然處於氣溶膠的高危地區,跟印度處於同一水平,甚至某些地區比印度的風險還要更高一些。

最近武漢科技大學城市建設學院教授,根據美國NASA的官網數據,以及相應的軟體提供的數據,利用CALIPSO衛星level 2氣溶膠廓線軟體產品,分析了2009年到2018年全球範圍內典型區域,氣溶膠光學厚度的時空變化特徵和變化趨勢。

結果就顯示,高危地區分布在印度沙烏地阿拉伯等地區,同時在時間尺度上也存在明顯的技術差異性,比如在印度沙烏地阿拉伯和中國北方的一些典型地區。在3月4月5月、11月、1月和2月都出現了氣溶膠的峰值;而巴西則是在7、8、9月出現了峰值。在整個所有的典型地區的趨勢來看,印度的上升趨勢是最強的。

現在監測氣溶膠狀況的科學技術很發達,一般採用地基監測和衛星監測。通過光學遙感衛星去獲取氣溶膠光學厚度的觀測值,對空氣中的氣溶膠進行研究和分析,比如美國建立的全球基地自動觀測網絡aeronet。

之前我國的教授徐升鵬等人利用CALIPSO衛星,觀察2006年到2012年無雲天氣下中國地區的氣溶膠數據,對沙塵天氣發生頻率較高的4個典型區域展開分析,研究證明4個地區的沙塵氣溶膠具有一定的季節性分布特徵。專家高欣欣等人則對華北地區,2012~2015年之間不同汙染程度上的AOD時空分布展開研究,研究發現不同汙染的情況下,能見度和地之間存在一定的線性關係。

CALIPSO衛星是由美國航天局NASA和法國國家空間研究中心CNES共同開發研製的,其主要任務就是探測大氣中雲和氣溶膠的垂直分布特徵。CALIPSO衛星上搭載了一個正交偏振雲和氣溶膠雷射雷達,能夠以較高的解析度觀測大範圍的雲和氣溶膠的垂直分布。而這位專家的研究呢,則是選取了CALIPSO的level 2產品,然後把白天和夜晚的觀測數據進行研究。

中國氣溶膠是怎麼來的?

通過觀察氣溶膠的年均值分布。發現AOD高值區域就是大於0.7,主要分布在南亞次大陸和中國境內。中間值是0.35~0.6的主要分布在南美洲的北部以及非洲的中部。

因此從整體上看,亞洲氣溶膠最高值位於印度。印尼,巴基斯坦和中國的華北部。不過從近10年的數據看,中國境內的氣溶膠密集區,逐漸聚焦在華北平原和塔克拉瑪幹沙漠,AOD值在0.7~0.8。


氣溶膠最高值是在哪裡呢?研究顯示,在中國的西北部地區。時間是在12月、1月和2月。

那中國的氣溶膠是怎麼來的呢?

研究證明中國地區氣溶膠偏高是因為內部人為氣溶膠以及來自西北地區的沙塵氣溶膠,共同作用的結果,同時來自歐洲和周圍俄羅斯陸地的氣溶膠離子,由於長途運輸以及緩慢的清除過程,對中國造成了一定的汙染。

結合數據來看,從12月-5月份來自俄羅斯和中國西北部沙塵粒子的入侵以及高強度的太陽輻射,導致的地表面離子上溶。

遙感衛星應用給中國啟發

最終的結論是,中國地區在12月1月2月的期間裡。氣溶膠的均值是最高的。印度和沙烏地阿拉伯是在345月,是最高值。印度尼西亞。和巴西是在678也是最高值。非洲只是在9月到次年2月處於最高值。

較為巧合的是,中國發生新冠肺炎的時間是在12月份。也正是研究所謂的中國的AOD最高值的時節。

美國遙感技術的廣闊應用,說明遙感衛星甚至能夠幫助預防疾病,預測病情蔓延趨勢,給了中國很多的啟發,中國要想壯大,需要在遙感技術以及軟體,整個的配套產業,需要走得更遠,做更多的工作,甚至遙感衛星能夠幫助預防疾病。

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