基于国产卫星遥感的北京冬奥会空气质量监测和追因

作者：吴洁; 张成歆^*; 胡启后; 苏文静; 刘思含; 游代安; 滕佳华; 赵少华; 马鹏飞; 王中挺; 周春艳; 申文明; 刘诚^*

来源：科学通报, 2023, 68(20): 2665-2677.

• 卫星遥感
• 氮氧化物
• 空气质量监测
• 大气污染成因

2021年9月,高光谱观测卫星高分五号02星成功发射,有效提升了我国大气环境遥感监测的综合应用水平,为空气质量保障提供了自主可控的遥感数据支撑.在2022年1～3月北京-张家口冬奥会期间,我们近实时反演获取了高分五号02星污染气体监测产品,并通过生态环境部卫星环境应用中心为冬奥会提供监测分析日报.本文分析了冬奥会期间北京及周边重点城市的对流层二氧化氮(NO2)时空分布特征,探讨了气象条件和人为排放控制措施对冬奥会期间NO2浓度的影响.国产卫星反演结果表明,冬奥会期间华北地区平均对流层NO2柱浓度稳定在3.75×1015molecules/cm2以下,低于会前和会后.不同城市在冬奥会期间NO2柱浓度下降幅度在53.1%～70.1%之间,说明临时管控政策对空气质量改善效果显著,但不同城市的减排实施有差异.这与国控站点近地面NO2监测结果具有较好的一致性.冬奥会期间出现两天NO2浓度高值,主要受不利风场条件影响.本文还通过建立广义相加模型来区分和量化人为减排等非气象因素与气象因素对于对流层NO2浓度变化的贡献,保定、北京、天津和太原在冬奥会期间的NO2浓度分别下降了48.2%、67.5%、48.8%和72.8%,其中人为排放和气象因素分别贡献了41.8%、32.0%、30.0%、42.8%和6.4%、35.6%、18.8%、30.1%.总体上,气象因素影响要弱于排放临时管控措施.该研究首次利用国产卫星为冬奥会提供污染气体监测和溯源分析,有力支撑了我国大气环境遥感监测的应用.

• 单位
  中国科学院; 中国科学技术大学; 中国科学院合肥物质科学研究院