大气环境监控技术

随着我国经济快速开展的同时,大气环境问题已日益严重,严重要挟人们的安康,抑止经济的开展。对区域性的大气环境质量情况采用常规的空中监测办法停止检测,很难得到精确的结果,且还需求投入大量的人员、设备和资金。而遥感技术不只具有速度快、本钱低、监测范围广等特性,其还能停止长期的动态监测,此外,遥感技术还能将有时用常规办法难以提醒的污染源及其扩散的状态发现出来。总之,遥感技术不只能对大范围的大气环境变化和大气环境污染停止快速、动态、实时、省时省力地监测,还能够对突发性大气环境污染事情的发作、开展停止实时、快速跟踪和监测,从而就能及时采取相应的处置措施,使大气污染形成的损失大大减少。因而,遥感监测技术在大气环境管理和大气污染控制中发挥着重要的作用。

1大气环境遥感监测技术的根本原理

遥感监测就是对一段间隔以外的目的物或现象经过仪器的运用来停止观测,是一种不用直接接触目的物或现象就能将所要信息搜集起来,并对信息停止辨认、剖析、判别的高自动化的监测手腕。遥感技术最突出的功用就是不需求采样就能够直接停止区域性的跟踪丈量,快速定点定位污染源,核定污染范围、以及污染物在大气中的散布、扩散等,从而取得比拟全面的信息。遥感监测技术主要分为3品种型,它们分别为紫外、可见光、反射红外遥感技术,热红外遥感技术和微波遥感技术。

2大气环境遥感监测技术的应用

根据遥感技术的工作方式停止划分,主动式遥感监测和被动式遥感监测是大气环境遥感监测技术的两品种型。其中,主动式遥感监测是指经过遥感探测仪器所发出的波束、次波束,与大气物质互相作用后可产生回波,经过对这种回波的检测,以完成对大气成分的探测。由于主动式大气探测仪器需求停止波束的发射和回波的接纳工作,因而,该检测技术又被称为雷达工作方式;被动式遥感监测主要依托对大气本身所发射的红外光波或微波等辐射的接纳,以完成对大气成分的探测。

2.1大气环境的主动式空基遥感监测

星载或机载的微波雷达当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。主动式雷达是由发射机经过天线在很短的时间内,将一束很窄的大功率电磁波脉冲向目的物发射,然后应用同一天线对目的地物反射的回波信号停止承受后显现的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物体的不同而不同,故在承受处置后,目的地物的方向、间隔等数据能够观测出来。当前,多数国度都停止了空间雷达探测方案的制定,例如,1993年美国NASA首先应用机载的探测雷对大气中气溶胶的散布停止了监测;1998年NASN再次应用载有雷达的极轨卫星对大气中的气溶胶、水汽、臭氧等成分停止了丈量;1994年Bourdon.A在希腊雅典应用机载差分吸收雷达对雅典市上空的光化学雾停止了丈量,取得了一些大气污染物如SO2、NO2、O3和气溶胶等的空间散布数据。

2.2大气环境的被动式空基遥感监测

太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感是当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术。

太阳直接辐射遥感是应用日光在大气中的衰减和散射,对大气组分停止丈量,其是经过对可见光的丈量,来对气溶胶的反演,应用紫外线波段来对大气臭氧、二氧化碳等丈量。

由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线,且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同,微波辐射计就是经过对这些不同的辐射频率信号的承受,来对大气组分停止反演。应用微波辐射计可将大气臭氧和氯化物丈量出来,其对大气臭氧的丈量精度和地基陶普生光谱仪丈量精度差不多。

多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手腕,大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射,在空中所接纳到的太阳辐射,包含了大气中气溶胶信息,经过接纳到的辐射停止丈量,就可将气溶胶的信息反演出来。目前气溶胶遥感手腕中最精确的办法就是应用多波段光度计遥感来丈量气溶胶光学厚度,多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果停止校验,例如毛节泰等在应用多波段光度计在对气溶胶的丈量方面停止一些研讨工作,如应用MODIS卫星材料对北京地域的气溶胶光学厚度停止了丈量,同时与应用空中光度计对北京地域的气溶胶光学厚度停止的丈量结果停止了比拟,实验证明,两种办法的丈量结果即精度相当,这也阐明了应用卫星遥感对气溶胶的监测,是一种地基遥感监测较好的替代办法,由于它能够补偿地基遥感空中观测空间掩盖的缺乏。