“看穿”污染物来源 区域治霾更精准
“激光雷达”监测石家庄蓝天
“只要激光雷达一开启，就可以将污染源分布情况尽收眼底。”4月10日，在石市环境预测预报中心院内的一辆中巴车里，记者看到，当工作人员开启激光雷达设备后，从近地面到高空15千米以内的污染立体分布情况不断显示在屏幕上。
用车载激光雷达通过走航的方式精准探测城市大气污染，这在河北省还是首次。
随时对空气污染物做立体扫描
4月10日，石市环境预测预报中心院内停放的一辆看似普通的中巴车“暗藏玄机”：经过改装的中巴车内放置了3D可视型激光雷达、电脑等设备，当设备开启后，有人眼安全认证的可见绿光，就会通过车顶的光学天窗立刻发射出去。20秒后，电脑上开始不断显示从近地面到高空15千米以内的污染立体分布情况。
“这是一台车载激光雷达设备。”石市环境预测预报中心工程师石艳硕介绍说，其原理主要是当激光束与大气中的气溶胶粒子发生碰撞后，会产生后向散射信号，利用后向散射产生的回播信号经雷达的光学传感仓接收，经过专业计算机和软件计算处理后就能反映出大气中高空以及整个监测范围的气溶胶分布情况。包括PM10和PM2.5的空间分布。
石艳硕进一步介绍说，与以往监测点的监测不同，这种监测方式是宏观、大尺度、大范围的。“比如这种沙尘天气下，可以看到省会中高空污染物的分布情况。”他一边指着屏幕上不断变化的图谱，一边解释说：“你看，现在监测的数据上显示，高空1.5千米到3千米之间的数值最高，呈现出红色，而近地面1千米以下相对数值不高，呈现出黄色或橙色。这就说明污染物主要集中在中高空范围，属于外地输送而来的污染源。近地面产生的扬尘并不明显。”他说，这样就能直观分辨出本次省会污染以外来污染源为主。
“红色说明这里有污染排放”
不光是可以查看定点垂直方向上的污染分布，石艳硕告诉记者，车载激光雷达有三方面应用，即对空气质量进行定点垂直监测、定点水平监测以及走航监测。“垂直方向最远可以监测到25-30公里高空；水平方向则能对半径8公里以上范围内进行监测，进行经纬度精准定位；利用车载，激光雷达可以便捷地移动到各处查找污染源。”他说。
说着，他打开一份对石家庄市区的激光雷达水平扫描污染分布图。记者看到，4月8日4时40分，图上有蓝色、绿色、黄色等不同的颜色，还有一个红色的小点。“红色说明这里有污染排放，我们会将相关数据发送给执法人员，供其查找具体污染原因。”石艳硕说。
而在一张走航观测到的数据图中，记者看到一条三维立体的蓝色带状物围绕石家庄市区二环一圈，点击放大后，能清晰的看到其中分布着红色、黄色、绿色的块状区域，“现在大家所看到的数据都叠加在地图上，放大就能清晰地看到污染源的具体位置，经过相关系数、公式的计算就能得出大气中的颗粒物是PM2.5还是PM10。”他说。
弥补卫星遥感监测的不足
“有了这个设备，就可以从垂直、水平等角度，实时监测污染物浓度的变化，相当于对空气中的污染物做动态‘CT’扫描。”石家庄市环境预测预报中心预报分析科主任王玮介绍说，而且，这种方式可以弥补卫星遥感监测无法穿透云层、夜晚可见光不足等因素所带来的监控死角，对区域性治霾会更加精准方便。
王玮举例说，比如当通过卫星遥感，发现一些区域空气污染较重，他们就可以启动车载激光雷达，通过走航的方式到这些空气污染热点监测，查找出具体原因。
“而且，通过车载激光雷达利用激光对大气颗粒物的时空分布进行遥感探测，还可以分析区域污染物输送特征与来源。”王玮说，通过对省会上空的颗粒物进行走航观测，结合定点激光雷达数据、地面气象数据、后向轨迹分析等，就可以对该区域的大气颗粒物污染进行深入的讨论和分析，为说清区域污染变化提供有力的数据支撑。
“卫星遥感和激光雷达走航的联合应用，可以全天候多方位多角度对石家庄市进行监控。”他说，通过快速对区域大气污染源进行溯源定位，有助于实现“测－管－治”联动，为科学治理大气污染提供新方法、新技术。