上海交大课题组用无人机实测数据研究雾霾生消机理

     雾霾从哪儿来，又要到哪儿去?让无人机来告诉你。上海交大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，彭教授提醒大家：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。

      逆温层是雾霾“帮凶”

      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。至于逆温层在PM2.5的积累和雾霾的形成过程中起了多大作用，还需要相关监测数据来证实。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。日间，

      想少吸霾，跑步时离马路远一点

      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”。

      “我们对城市主干道、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。”彭仲仁说。

      对高架路等立体道路周边交通污染物的三维分布与变化的分析发现，PM2.5的浓度的高值分别出现在地面和与高架隔音障平行高度的8楼左右，二者均接近于交通排放源。在8楼(隔音障+高架路)以上，污染物的浓度指数开始衰减。彭教授说，这些初步的研究发现可以帮助指导路边高层住宅的居民进行污染防范，也能对今后城市道路周边的用地规划和建筑布局等提供决策依据。

      空中监测将使雾霾预报更准确

      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，而无人机可以很好地克服这些缺点。

      彭仲仁团队使用的一架固定翼无人机的翼展长度只有四米，可以非常灵活地往不同的方向穿梭，一次航时可达到7小时，飞行高到1000米，不过需要50米跑道起飞;另一架旋翼无人机可垂直起降，航时1小时，飞行高度500米。此前他们每天飞行4个航次。两架飞机成本都在50万元上下。据悉，上海交大正在研制新型无人机，续航时间更长，成本更低。

      彭仲仁认为，使用无人机监测大气污染的成本远低于其他立体监测手段。“我们在监测之前提前设定了无人机的飞行路线、高度和飞行模式，再用单架或多架无人机协同布局的方式，对一个较大区域的大气污染状况进行实时监测。无人机空中监测平台今后能为大气污染研究提供新思路，给城市空气污染预报提供数据支撑。另外，我们目前还在利用无人机研究污染物在长三角乃至全国的跨区域输送问题，这些数据资料有助于我们更清晰地认识雾霾在区域范围内积累、传输和消散的过程，最终都能帮助我们防控污染，赶走雾霾。”

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