焚燒秸稈將有"天眼"監(jiān)控 衛(wèi)星監(jiān)測(cè)"站得高看得遠(yuǎn)"
10月中下旬，不少地方出現(xiàn)霧霾天氣。在秋糧收獲區(qū)，焚燒秸稈的濃煙加劇了霧霾污染的程度。燒秸稈的人可能會(huì)想，誰(shuí)會(huì)查到這里呢？其實(shí)，天上早有一雙“眼睛”監(jiān)測(cè)著大大小小的火點(diǎn)。
接收衛(wèi)星圖像資料，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)匯總、撰寫報(bào)告……環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星中心運(yùn)管、大氣遙感部等辦公室里，工作人員不停地忙碌著，這樣的工作狀態(tài)，在環(huán)境衛(wèi)星發(fā)射以來(lái)的三年里，一直持續(xù)。
火點(diǎn)在“天眼”監(jiān)控之下
“前些天河南燒秸稈造成鄭州霧霾的情況，你們能監(jiān)測(cè)到嗎？”
“當(dāng)然，監(jiān)測(cè)秸稈焚燒是我們最早開展的應(yīng)用業(yè)務(wù)。”環(huán)保部衛(wèi)星中心大氣遙感部厲青博士說(shuō)，“最近情況有所變化，東北平原的火點(diǎn)比較集中，尤其是黑龍江。”
從2011年9月20日起，衛(wèi)星中心開始對(duì)今年秋季的秸稈焚燒進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，每天都會(huì)制作全國(guó)范圍的秸稈焚燒遙感監(jiān)測(cè)分布圖和報(bào)告，并通過(guò)環(huán)保部網(wǎng)站向社會(huì)發(fā)布監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)報(bào)。打開環(huán)保部網(wǎng)站“環(huán)境執(zhí)法”欄目，每天全國(guó)秸稈焚燒遙感監(jiān)測(cè)情況一目了然。
“衛(wèi)星是我們?cè)谔焐系难劬。?009年開始，衛(wèi)星中心就持續(xù)向環(huán)保部提供秸稈焚燒衛(wèi)星監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)報(bào)，為環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法和秸稈禁燒治理提供了重要依據(jù)。”環(huán)保部衛(wèi)星中心總工程師王橋告訴記者，我國(guó)的環(huán)境衛(wèi)星、風(fēng)云衛(wèi)星以及國(guó)外一些衛(wèi)星都具備紅外觀測(cè)能力，能夠大范圍地對(duì)森林火災(zāi)、秸稈焚燒等高溫火點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
遙感監(jiān)測(cè)最終是為應(yīng)用服務(wù)，衛(wèi)星火點(diǎn)監(jiān)測(cè)最看重的一個(gè)因素就是定位精度。厲青說(shuō)：“這些標(biāo)注在全國(guó)地圖上的衛(wèi)星監(jiān)測(cè)火點(diǎn)，看似分布比較集中，其實(shí)在地面上相距很遠(yuǎn)，環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法的同志很難對(duì)每個(gè)火點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地核查。如果我們的工作再有誤差，就可能給執(zhí)法帶來(lái)更多困難。”
令人欣慰的是，與衛(wèi)星同步的地面火點(diǎn)核查表明，監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)高溫火點(diǎn)具有很高的敏感性和定位精度，基本可以滿足環(huán)境監(jiān)察和執(zhí)法的需要。
目前，衛(wèi)星中心接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)分發(fā)的兩顆國(guó)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，每天對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的火點(diǎn)進(jìn)行兩次監(jiān)測(cè)。當(dāng)日簡(jiǎn)報(bào)通常在第二天上午發(fā)布，內(nèi)容包括全國(guó)整體及各省、區(qū)、直轄市下轄縣、市的秸稈焚燒火點(diǎn)數(shù)量、位置等信息。
“在應(yīng)急條件下，如果有特殊監(jiān)測(cè)需求，衛(wèi)星中心會(huì)立即處理當(dāng)日數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)結(jié)果可在數(shù)據(jù)接收后1小時(shí)內(nèi)完成。一旦發(fā)現(xiàn)大范圍、密集火點(diǎn)，立即向環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法部門反映情況，報(bào)送監(jiān)測(cè)報(bào)告，同時(shí)通知相關(guān)的地區(qū)或部門，為其準(zhǔn)確執(zhí)法提供及時(shí)的依據(jù)。”王橋說(shuō)。
衛(wèi)星監(jiān)測(cè)“站得高，看得遠(yuǎn)”
從天上看秸稈火點(diǎn)，僅僅是環(huán)境衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用的一小部分。經(jīng)過(guò)多年努力，環(huán)保部衛(wèi)星中心已基本建立了一套以環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星為主、綜合利用其它衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及無(wú)人機(jī)航空遙感等數(shù)據(jù)源的環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)體系，對(duì)水環(huán)境、大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境都有專門的監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)。
“地面監(jiān)測(cè)手段跟不上的時(shí)候，遙感的作用就發(fā)揮出來(lái)。”衛(wèi)星中心水遙感部吳傳慶博士說(shuō)，幾年前，舟山群島暴發(fā)赤潮災(zāi)害，一位地面監(jiān)測(cè)站站長(zhǎng)試圖乘船跟蹤一次赤潮暴發(fā)的過(guò)程。這位站長(zhǎng)從赤潮出現(xiàn)的地方出發(fā)一直追尋，船連續(xù)開了7個(gè)小時(shí)，還沒有找到赤潮的盡頭。
“藍(lán)藻水華的監(jiān)測(cè)也是一樣，太湖水華暴發(fā)面積動(dòng)輒幾十上百平方公里，利用遙感手段大范圍快速監(jiān)測(cè)就成了最佳選擇。”吳傳慶介紹，在藍(lán)藻集中監(jiān)測(cè)的幾個(gè)月，通過(guò)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)每天會(huì)傳送到環(huán)境保護(hù)部。更重要的是，可以根據(jù)幾個(gè)月到幾年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，比較不同區(qū)域藍(lán)藻首次暴發(fā)時(shí)間、頻率頻度等因素，反推出藍(lán)藻的形成條件、變化趨勢(shì)，還能幫助大家分析藍(lán)藻治理工程是否取得成效。
“遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析還可以引領(lǐng)地面監(jiān)測(cè)工作。”吳傳慶說(shuō)，按照以往的規(guī)定，每年藍(lán)藻地面巡查監(jiān)測(cè)時(shí)間為4月底到8月底，然而在衛(wèi)星監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，藍(lán)藻水華除了在上半年暴發(fā)較多，下半年有增多的趨勢(shì)。因此，地面巡查監(jiān)測(cè)的時(shí)間從8月底調(diào)整到了10月底，部分地區(qū)甚至延長(zhǎng)到12月底。
從海上溢油到核電廠溫排水監(jiān)測(cè)，從飲用水源保護(hù)地監(jiān)測(cè)到面源污染監(jiān)測(cè)，環(huán)境遙感的業(yè)務(wù)應(yīng)用越來(lái)越多。而在生態(tài)保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估等方面，生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)正發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。
玉樹地震、舟曲泥石流等特大自然災(zāi)害，對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)到底有多大影響，災(zāi)后重建在生態(tài)保護(hù)方面要注意什么？這樣的問(wèn)題，在“天眼”與“地面”的協(xié)同中找出了答案。
衛(wèi)星中心生態(tài)遙感部萬(wàn)華偉博士介紹，衛(wèi)星遙感是第一步，之后是集中生態(tài)保護(hù)專家進(jìn)行會(huì)診。例如，對(duì)玉樹地震的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)估已經(jīng)有了初步結(jié)果：“災(zāi)后生態(tài)恢復(fù)應(yīng)以生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)為主，人工生態(tài)建設(shè)為輔”、“災(zāi)區(qū)重建應(yīng)嚴(yán)格控制人口聚集規(guī)模，以小城鎮(zhèn)為主”等建議，成為災(zāi)后重建的行動(dòng)指南。
需求不斷增加，后續(xù)星青黃不接
環(huán)境衛(wèi)星發(fā)射3年，申請(qǐng)?zhí)峁┬l(wèi)星數(shù)據(jù)及遙感應(yīng)用服務(wù)的單位讓衛(wèi)星中心應(yīng)接不暇。
北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、國(guó)慶60周年、西安園博會(huì)等國(guó)家重大活動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星中心在相關(guān)環(huán)境管理部門指導(dǎo)下，和當(dāng)?shù)卣颦h(huán)保部門合作，為相應(yīng)地區(qū)提供持續(xù)監(jiān)測(cè)，有力支撐了國(guó)家重大活動(dòng)的環(huán)境空氣質(zhì)量保障工作。
“目前，對(duì)遙感監(jiān)測(cè)的需求已經(jīng)從重大活動(dòng)大氣環(huán)境質(zhì)量保障，擴(kuò)展到日常大氣環(huán)境質(zhì)量保障。”王橋表示，從目前情況看，區(qū)域空氣質(zhì)量聯(lián)防聯(lián)控等措施的實(shí)行，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)提出更高要求，對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的需求也在不斷增加。“像寧波、淄博、西安等地，就單獨(dú)對(duì)灰霾、秸稈焚燒等監(jiān)測(cè)提出具體需求。另外，在礦區(qū)生態(tài)破壞、自然保護(hù)區(qū)監(jiān)管、生態(tài)工程環(huán)境影響評(píng)估等方面，環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)發(fā)揮的作用也越來(lái)越顯著。”王橋說(shuō)。
目前，衛(wèi)星中心正在根據(jù)環(huán)境衛(wèi)星的數(shù)據(jù)特點(diǎn)和觀測(cè)能力，開拓新的環(huán)境遙感應(yīng)用領(lǐng)域，為環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境應(yīng)急預(yù)警、環(huán)境執(zhí)法、生態(tài)保護(hù)、核安全監(jiān)管等環(huán)境管理工作提供更加有效的技術(shù)信息支持。同時(shí)，積極探索衛(wèi)星遙感、航空無(wú)人機(jī)遙感與地面?zhèn)鹘y(tǒng)監(jiān)測(cè)手段緊密結(jié)合，不斷推進(jìn)“天—空—地”一體化的先進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
與快速增長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)需求形成鮮明反差的，是環(huán)境衛(wèi)星“青黃不接”的窘境。
環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星的兩顆光學(xué)衛(wèi)星A、B星于2008年9月發(fā)射上天，目前衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了3年的設(shè)計(jì)壽命。衛(wèi)星超期服役在一定程度上會(huì)影響到衛(wèi)星的數(shù)據(jù)質(zhì)量。為保障環(huán)境遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用工作的連續(xù)性，目前衛(wèi)星中心已利用其他衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源進(jìn)行秸稈焚燒的日常監(jiān)測(cè)。
“需求特別多，有時(shí)候因?yàn)樾l(wèi)星數(shù)據(jù)跟不上而無(wú)法開展業(yè)務(wù)應(yīng)用工作，確實(shí)非常遺憾。” 厲青博士苦笑著說(shuō)。
根據(jù)原定計(jì)劃，我國(guó)的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星首批發(fā)射兩顆光學(xué)衛(wèi)星A、B星，一顆雷達(dá)衛(wèi)星C星，形成“2+1”星座系統(tǒng)，最終構(gòu)建由4顆光學(xué)衛(wèi)星、4顆雷達(dá)衛(wèi)星組成的“4+4”星座系統(tǒng)。
“污染氣體、溫室氣體、水體污染、生態(tài)破壞等的有效觀測(cè)，都迫切需要依靠我們自主的環(huán)境衛(wèi)星。” 王橋告訴記者，國(guó)務(wù)院前不久發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作的意見》中，明確提出要“推進(jìn)環(huán)境專用衛(wèi)星建設(shè)及其應(yīng)用，提高遙感監(jiān)測(cè)能力”。目前，各有關(guān)部門正在努力推進(jìn)環(huán)境專用衛(wèi)星建設(shè)，推進(jìn)環(huán)境遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展。
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