基于高光谱遥感技术的西安雾霾情况监测

随着经济的发展和工业化和城市化的进程加快，大气污染已经成为影响人民身体健康和   社会经济发展的严重问题。近年来，我国雾霾不断蔓延加剧，且成爆发之势，2013年，雾霾波及25个省份，100多个大中型城市，全国平均雾霾天数达29.9天，创52年来之最。   我国雾霾的发生时间已成常年化趋势，且在几十年内都可能存在。

雾霾的组成及监测

气溶胶是一种混合的分散体系，它是由液体状态的小质点、固体状态的小颗粒又或者是固体及液体相互混合组成的胶状物，是以气体为载体共同构成并且悬浮于大气气体介质中的多相体系。雾霾中的雾是空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，而  霾则是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等非水成物组成的气溶胶系统，对人体具有严重危害。  传统的气象监测方法常常无法准确探测到雾霾的形成和变化，而卫星遥感技术具备时效性高、覆盖面广、分辨率高等优势，使快速、大面积的监测气溶胶情况成为可能，因此，已成为目前大范围雾霾监测的重要工具。

雾霾遥感监测原理及方法

目前遥感技术在雾霾方面的研究和应用主要集中于雾霾天气时的气溶胶光学厚度、散光系数、组成、垂直分布、雾霾影像的去除技术等方面。其中，气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD），这一物理量被用来衡量气溶胶最基本的光学特性，它描述的是气溶胶对光的衰减作用。其定义为：气溶胶的消光系数沿着辐射传输的方向在其垂直路径上的积分。

遥感监测雾霾主要是利用遥感数据获取气溶胶光学厚度等数据，分析气溶胶光学厚度与雾霾浓度的关系   ，目前，比较成熟的气溶胶光学厚度反演算法主要有：基于中红外通道（2.12μm）与红（0.66μm）、蓝（0.47μm）通道关系的暗目标法、基于地表反射率的结构函数法和基于偏振信息的偏振气溶胶反演方法（POLDER）以及基于蓝波段反射率的深蓝算法等。

中科西光航天-西安气溶胶浓度反演

在光学遥感中，由于波长较短，蓝波段地表反射率一般较低，相对来说大气所造成的反射与散射较多，因此一般都是通过蓝波段反演气溶胶光学厚度。

近期，西安市雾霾天气较为频繁，对全市的经济生产和居民生活情况产生了较大影响。基于上述遥感监测手段，中科西光航天团队对西安市气溶胶厚度浓度分布进行了监测及反演，并得出以下反演结果;

中科西光航天-西安气溶胶浓度反演

从图中可看出，  三个不同时间的气溶胶厚度呈现不同的趋势，其中12月27日的浓度最高，1月3日气溶胶厚度有所减弱，与西安当地实际情况联系紧密。  

 随着技术不断进步和普及，遥感监测技术的应用在大气污染领域之中将越来越受重视。针对   雾霾天气监测，遥感技术的应用前景也会越来越广泛，利用遥感数据和模型可以综合评估雾霾污染的时空变化和影响范围，为相关决策提供依据。