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上海交大课题组巧用无人机监测雾霾三维分布

2015-12-23 17:59      责任编辑:霍媛    来源:www.newsijie.com    点击:
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上海交大课题组巧用无人机监测雾霾三维分布

  雾霾从哪儿来,又要到哪儿去?让无人机来告诉你。上海交大课题组彭仲仁教授团队采用无人机搭载便携式检测设备跟踪监测,获得的PM2.5等大气污染物浓度的三维分布数据证实:大气逆温层的存在,对PM2.5扩散具有明显的不利影响。根据他们监测到的道路周边交通污染物分布规律可以得出:早晚高空PM2.5浓度差异虽大,但地面相去不远,很难说锻炼身体何时更好;离道路远一点,可少吸入些雾霾。
 
  目前的大气污染监测主要集中在地面,对高空的污染监测较少,难以清楚地掌握雾霾的生消和扩散规律。从2011年起,上海交大船舶海洋与建筑工程学院教授彭仲仁带领研究团队在长三角地区使用无人机搭载便携式检测设备,进行了大量的大气污染跟踪监测实验,成功获取了这一区域PM2.5等典型大气污染物浓度的三维分布数据。
 
  在低层大气中,气温通常随高度的增加而降低,不过在某些情况下,气温有时会随高度的增加而升高,出现逆温现象,在大气中形成逆温层,不利于污染物扩散。彭仲仁团队的近几次实验显示,在距离地面1km以下的高度,PM2.5的浓度总体呈现随高度增加而下降的趋势,早上尤其明显。白天大气边界层抬升,PM2.5浓度垂直梯度减小。但逆温层的存在妨碍了空气污染物的垂直扩散,增加了逆温层下近地面PM2.5的浓度,为雾霾的形成提供了条件。此外,进入11月以后,随着PM2.5浓度提高,垂直分布特征也变得与一般情况不同。这些第一手的数据资料将有助于分析雾霾的区域输送、垂直传输规律,以及该规律是如何影响雾霾生消的。
 
  彭仲仁团队对城市主干道、高架路、交叉路口等道路周边的微环境做了污染物监测,发现道路两侧300米至500米之内是受汽车尾气污染最严重的区域,PM2.5的浓度较高,而且离道路越近浓度越高。当然PM2.5的浓度不只是受距离远近的影响,其他因素如风速、风向、大环境中PM2.5的浓度等也是很重要的影响因素。越来越多市民喜欢户外锻炼,马路两边的人行道上经常能见到跑步的人。彭教授提醒,马路上来来往往的车辆排放出来的尾气可是雾霾的“得力助手”,沿马路跑步有可能一不小心就成了奔跑的“马路吸霾器”。
 
  对于成因复杂的雾霾来说,进行高空、地面等空间范围内的天空地大气污染一体化监测显然对揭示雾霾的成因以及进行雾霾防治更有效果。据了解,此前国内大气污染立体观测研究用到过载人飞机、探空气球、卫星遥感等非常规的观测工具和技术,有些成本较高,有些可控性弱、灵活性差,而彭仲仁团队采用一架翼展长度只有四米的固定翼无人机无人机可以很好地克服这些缺点。
 
  上海交大彭仲仁团队的课题研究,能够准确对一个较大区域的大气污染状况进行实时监测,给城市空气污染预报提供数据支撑,这些数据资料有助于更清晰地认识雾霾在区域范围内积累、传输和消散的过程,从而为最终防控污染,赶走雾霾提供必要依据。
 
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