全國多個(gè)城市遭遇“霾”伏。霧霾從哪兒來，又到哪兒去？讓無人機(jī)來告訴你。據(jù)了解，目前的大氣污染監(jiān)測(cè)主要集中在地面，對(duì)高空的污染監(jiān)測(cè)較少，上海交通大學(xué)彭仲仁教授團(tuán)隊(duì)在長三角地區(qū)用無人機(jī)搭載便攜式檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)行了長期的大氣污染跟蹤監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，獲得了PM2.5等大氣污染物濃度的三維分布數(shù)據(jù)，這一研究證實(shí)了逆溫層對(duì)PM2.5擴(kuò)散的不利影響，以及道路周邊交通污染物的分布規(guī)律，可為霧霾預(yù)報(bào)、防治提供更精確的數(shù)據(jù)資料。
無人機(jī)一手?jǐn)?shù)據(jù)證實(shí)逆溫層是霧霾“幫兇”
“目前對(duì)大氣污染的監(jiān)測(cè)主要集中在地面，高空污染監(jiān)測(cè)比較少，這種平面監(jiān)測(cè)讓我們很難清楚地掌握霧霾的生消和擴(kuò)散規(guī)律。”上海交大船舶海洋與建筑工程學(xué)院教授彭仲仁介紹說，從2011年起，他的研究團(tuán)隊(duì)在長三角地區(qū)使用無人機(jī)搭載便攜式檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)行了大量的大氣污染跟蹤監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，成功獲取了這一區(qū)域PM2.5等典型大氣污染物濃度的三維分布數(shù)據(jù)。
在低層大氣中，氣溫通常隨高度的增加而降低，不過在某些情況下，氣溫有時(shí)會(huì)隨高度的增加而升高，出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，在大氣中形成逆溫層，不利于污染物擴(kuò)散。至于逆溫層在PM2.5的積累和霧霾的形成過程中起了多大作用，還需要相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來證實(shí)。彭仲仁團(tuán)隊(duì)的近幾次實(shí)驗(yàn)顯示，在距離地面1公里以下的高度，PM2.5的濃度總體呈現(xiàn)隨高度增加而下降的趨勢(shì)，無人機(jī)從空中帶回來的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)也清楚地證實(shí)，逆溫層的存在確實(shí)妨礙了空氣污染物的垂直擴(kuò)散，增加了逆溫層下近地面PM2.5的濃度，為霧霾的形成提供了條件。這些第一手的數(shù)據(jù)資料也有助于分析霧霾的區(qū)域輸送、垂直傳輸規(guī)律，以及該規(guī)律是如何影響霧霾生消的。
想少吸霾，跑步時(shí)離馬路遠(yuǎn)一點(diǎn)
入冬后氣溫下降了不少，很多市民仍然堅(jiān)持到戶外鍛煉，馬路兩邊的人行道上也經(jīng)常能見著跑步的人。不過，馬路上來來往往的車輛排放出來的尾氣可是霧霾的“得力助手”，沿馬路跑步有可能一不小心就成了奔跑的“馬路吸霾器”。
“我們對(duì)城市主干道、高架路、交叉路口等道路周邊的微環(huán)境做了污染物監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)道路兩側(cè)300米之內(nèi)是受汽車尾氣污染最嚴(yán)重的區(qū)域，PM2.5的濃度較高，而且離道路越近濃度越高。當(dāng)然PM2.5的濃度不只是受距離遠(yuǎn)近的影響，其他因素如風(fēng)速、風(fēng)向、大環(huán)境中PM2.5的濃度等也是很重要的影響因素。我們也對(duì)高架路等立體道路周邊交通污染物的三維分布與變化做了監(jiān)測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)PM2.5的濃度隨著高度的變化呈現(xiàn)一定的垂直分布規(guī)律。這些初步的研究發(fā)現(xiàn)可以幫助指導(dǎo)路邊高層住宅的居民進(jìn)行污染防范，也能對(duì)今后城市道路周邊的用地規(guī)劃和建筑布局等提供決策依據(jù)。”彭仲仁表示。
載人飛機(jī)、探空氣球?yàn)楹尾蝗鐭o人機(jī)？
對(duì)于成因復(fù)雜的霧霾來說，進(jìn)行高空、地面等空間范圍內(nèi)的天空地大氣污染一體化監(jiān)測(cè)顯然對(duì)揭示霧霾的成因以及進(jìn)行霧霾防治更有效果。據(jù)了解，國內(nèi)目前的大氣污染立體觀測(cè)研究用到過載人飛機(jī)、探空氣球、衛(wèi)星遙感等非常規(guī)的觀測(cè)工具和技術(shù)，不過這些監(jiān)測(cè)手段的成本較高，有些工具的可控性弱、靈活性差，所以沒有被廣泛采用，而無人機(jī)可以很好地克服這些缺點(diǎn)。
據(jù)彭仲仁介紹，目前他的團(tuán)隊(duì)使用的一架固定翼無人機(jī)的翼展長度只有四米，可以非常靈活地往不同的方向穿梭，一次航時(shí)可達(dá)到7小時(shí)。更重要的是，使用無人機(jī)監(jiān)測(cè)大氣污染的成本遠(yuǎn)低于其他立體監(jiān)測(cè)手段。“我們?cè)诒O(jiān)測(cè)之前提前設(shè)定了無人機(jī)的飛行路線、高度和飛行模式，再用單架或多架無人機(jī)協(xié)同布局的方式，對(duì)一個(gè)較大區(qū)域的大氣污染狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。無人機(jī)空中監(jiān)測(cè)平臺(tái)今后能為大氣污染研究提供新思路，給城市空氣污染預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支撐。另外，我們目前還在利用無人機(jī)研究污染物在長三角乃至全國的跨區(qū)域輸送問題，這些數(shù)據(jù)資料有助于我們更清晰地認(rèn)識(shí)霧霾在區(qū)域范圍內(nèi)積累、傳輸和消散的過程，最終都能幫助我們防控污染，趕走霧霾。
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