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NASA绘制的一张全球空气颗粒污染浓度图,让我们更直观地了解了全世界各个地区极细微颗粒的分布,这些直径小于2.5微米的颗粒直接与我们的心肺健康相关。
在深秋的中国深吸一口气,空气看起来十分清新,但说不定你已经吸入了数百万计对身体有伤害的细微颗粒。9月22日,美国太空总署(NASA)公布了一份全球空气颗粒污染浓度图。该图用颜色标识出了2001～2006年世界各地区的PM2.5平均值。从深蓝、浅蓝,到黄色、橙色以及暗红色,表示PM2.5浓度由低到高。通过这张图我们可以清楚地看到,全球PM2.5污染最严重的地区是从非洲撒哈拉沙漠延伸到中国中东部的这一大片区域。在中国的版图上,除了西藏附近、黑龙江和内蒙古的交界处PM2.5在10以下,其余的大部分地区污染现象都十分严重,PM2.5基本上都在20以上,无论长三角这样的经济发达地区还是内蒙草原都没有幸免,其中部分区域研PM2.5数值甚至超过了80!
什么是PM2.5?
PMZ.5,指空气中悬浮的直径小于或者等于2.5微米的颗粒,而PM污染浓度一般用ug/m3(微克/每立方米)作为单位。这种规格大小的细微颗粒能够穿透我们的肺泡到达血液,也称可入肺颗粒物。
通常在空气质量分析中,将总悬浮物叫做PM100,即直径小于或者等于100微米的颗粒物。可被人体吸入的颗粒叫做PM10,人体鼻腔中的纤毛可以起到滤除这些颗粒的作用,然而微小PM25能够穿越这种防御结构进入肺部深处,很可能会引起像哮喘、冠心病、支气管炎等各种各样的疾病。大量的研究证明PM2.5在PM10中占了很大的比例,而且越是污染严重的地区,PM2.5与PM10的比值也越大,一般污染较轻的城市这个比值在0.3～0.4之间,在污染较重的城市这个比值在0.5～0.7之间。
流行病学家怀疑,空气中的细微颗粒可能导致每年数百万人过早死亡。美国心脏协会(American Heart Association)估计,仅仅在美国,每年PM2.5污染就可能诱发6万人死亡。美国的平均PM2.5只有10左右,其西部污染比东部污染轻微一些,最严重的地方也没有超过20。
PM2.5中各种颗粒混杂,而且经常有新的混合粒子产生,致使卫星和地面监测器材都很难分清每种颗粒独自造成的影响,所以不能确定在细微颗粒中究竟是哪一种才是罪魁祸首,比如硫酸盐、硝酸盐、细微粉尘以及其他的所有微粒中,到底哪种才是最具危害的。同时,也无法得出自然和人类因素造成的污染程度的精确百分比,但显而易见的是,在那些污染最严重的地区这两种因素都起到了推波助澜的作用。比如在阿拉伯和撒哈拉这样的沙漠地区,风卷起的漫天黄沙;中国东部和印度北部高度城市化的地区,缺乏过滤装置的工厂在燃煤过程中排放的大量硫酸盐和烟尘粉粒;煤燃烧、汽车尾气以及农业废弃物焚烧也释放了数量可观的微粒。
用卫星技术引领PM2.5研究
在许多发展中国家,由于地表空气污染检测器的缺乏,科学家们无法得到关于某种污染颗粒的具体数据,即使粗略的估计数字也很难得到。不过,在这次研究中。通过对2001～2006年卫星数据的采集,终于完成了全球污染颗粒浓度图的绘制工作。
研究人员在监测的过程中,除了利用Terra卫星上的多角度成像光谱仪(MISR)以及Aqua和Terra两颗卫星都拥有的中等分辨率航天成像光谱仪(MODIS)所提供的数据,也利用了一种叫做GEOS-Chem的化学传输模型。
成像光谱仪通常在航空遥感领域,用于获得地面物体的空间分布状态,它可以通过光谱仪得到地面物体在特定光谱域的连续光谱信息,同时用摄像光学仪器获得物体的影像和空间信息。来自加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)的研究人员Aaron van Donkelaar和Randall Martin将两颡NASA卫星的监测仪器得到的数据结合起来,得到地表与大气之间的细微颗粒总量。再与一种综合大气结构和化学组成详细情况的化学传输模型计算出的细微颗粒垂直分布量结合在一起,估算出各个地区的PM2 5值,最终得到了这张浓度图。研究人员将所得到的估计值与那些发达地区的地表仪器监测值进行比较,结果一致,证明这种方法是可靠的。
然而,对于地面监测系统比较完善的发达地区,这种方法并没有带来更为精确的污染数据。而且,研究人员称,这张图并不能一锤定音地确定PM2 5在全球的分布状态。来自马里兰州NASA戈达德航天中心参与该研究的遥感专家Ralph Kahn解释称,尽管先进的应用技术为我们提供了一个更为清晰的细微颗粒的全球视野,但是,在某些区域,不确定因素可能致使PM2.5估计值偏低了25%甚至更多。
对PM2.5的全景式研究
这张最新的浓度图为细微颗粒研究提供了一种全景式的信息。在其之上的相关研究,会指导和帮助相关的研究人员解决关于PM2.5的一系列问题。最基本的问题包括:在全球的范围内,空气污染对公共健康到底造成了怎样的影响?该图的制作者之一马丁说:“我们可以清楚地看到,有庞大的人口生活在颗粒污染特别严重的地区,然而到目前为止,还没有人研究这对疾病和死亡率究竟造成了怎样的影响。大部分流行病研究还是主要集中在北美和欧洲这些发达国家。”
现在,根据这张浓度图以及相关的数据,流行病专家可以进一步研究在像亚洲的新兴城市、非洲北部的沙漠这些研究匮乏的地区,颗粒污染对长期居住在那里的人们的健康究竟造成了怎样的影响。
为了对细微颗粒污染做进一步的研究,NASA的科学家们策划了一系列的现场活动和卫星任务。例如,NASA戈达德航天中心正在扩展强化一个名为AERONET的网络,该网络能够将所有的地表颗粒监测器连接起来。明年的晚些时候,来自纽约戈这德空间研究院(GISS)的科学家也将着手分析来自卫星Glory的第一份数据。这颗卫星搭载了一种新型的测量设备——偏光仪,提供了一种新的测量细微颗粒特性的方式,可以与现有的太空气溶胶测量技术进行互补。
在深秋的中国深吸一口气,空气看起来十分清新,但说不定你已经吸入了数百万计对身体有伤害的细微颗粒。9月22日,美国太空总署(NASA)公布了一份全球空气颗粒污染浓度图。该图用颜色标识出了2001～2006年世界各地区的PM2.5平均值。从深蓝、浅蓝,到黄色、橙色以及暗红色,表示PM2.5浓度由低到高。通过这张图我们可以清楚地看到,全球PM2.5污染最严重的地区是从非洲撒哈拉沙漠延伸到中国中东部的这一大片区域。在中国的版图上,除了西藏附近、黑龙江和内蒙古的交界处PM2.5在10以下,其余的大部分地区污染现象都十分严重,PM2.5基本上都在20以上,无论长三角这样的经济发达地区还是内蒙草原都没有幸免,其中部分区域研PM2.5数值甚至超过了80!
什么是PM2.5?
PMZ.5,指空气中悬浮的直径小于或者等于2.5微米的颗粒,而PM污染浓度一般用ug/m3(微克/每立方米)作为单位。这种规格大小的细微颗粒能够穿透我们的肺泡到达血液,也称可入肺颗粒物。
通常在空气质量分析中,将总悬浮物叫做PM100,即直径小于或者等于100微米的颗粒物。可被人体吸入的颗粒叫做PM10,人体鼻腔中的纤毛可以起到滤除这些颗粒的作用,然而微小PM25能够穿越这种防御结构进入肺部深处,很可能会引起像哮喘、冠心病、支气管炎等各种各样的疾病。大量的研究证明PM2.5在PM10中占了很大的比例,而且越是污染严重的地区,PM2.5与PM10的比值也越大,一般污染较轻的城市这个比值在0.3～0.4之间,在污染较重的城市这个比值在0.5～0.7之间。
流行病学家怀疑,空气中的细微颗粒可能导致每年数百万人过早死亡。美国心脏协会(American Heart Association)估计,仅仅在美国,每年PM2.5污染就可能诱发6万人死亡。美国的平均PM2.5只有10左右,其西部污染比东部污染轻微一些,最严重的地方也没有超过20。
PM2.5中各种颗粒混杂,而且经常有新的混合粒子产生,致使卫星和地面监测器材都很难分清每种颗粒独自造成的影响,所以不能确定在细微颗粒中究竟是哪一种才是罪魁祸首,比如硫酸盐、硝酸盐、细微粉尘以及其他的所有微粒中,到底哪种才是最具危害的。同时,也无法得出自然和人类因素造成的污染程度的精确百分比,但显而易见的是,在那些污染最严重的地区这两种因素都起到了推波助澜的作用。比如在阿拉伯和撒哈拉这样的沙漠地区,风卷起的漫天黄沙;中国东部和印度北部高度城市化的地区,缺乏过滤装置的工厂在燃煤过程中排放的大量硫酸盐和烟尘粉粒;煤燃烧、汽车尾气以及农业废弃物焚烧也释放了数量可观的微粒。
用卫星技术引领PM2.5研究
在许多发展中国家,由于地表空气污染检测器的缺乏,科学家们无法得到关于某种污染颗粒的具体数据,即使粗略的估计数字也很难得到。不过,在这次研究中。通过对2001～2006年卫星数据的采集,终于完成了全球污染颗粒浓度图的绘制工作。
研究人员在监测的过程中,除了利用Terra卫星上的多角度成像光谱仪(MISR)以及Aqua和Terra两颗卫星都拥有的中等分辨率航天成像光谱仪(MODIS)所提供的数据,也利用了一种叫做GEOS-Chem的化学传输模型。
成像光谱仪通常在航空遥感领域,用于获得地面物体的空间分布状态,它可以通过光谱仪得到地面物体在特定光谱域的连续光谱信息,同时用摄像光学仪器获得物体的影像和空间信息。来自加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)的研究人员Aaron van Donkelaar和Randall Martin将两颡NASA卫星的监测仪器得到的数据结合起来,得到地表与大气之间的细微颗粒总量。再与一种综合大气结构和化学组成详细情况的化学传输模型计算出的细微颗粒垂直分布量结合在一起,估算出各个地区的PM2 5值,最终得到了这张浓度图。研究人员将所得到的估计值与那些发达地区的地表仪器监测值进行比较,结果一致,证明这种方法是可靠的。
然而,对于地面监测系统比较完善的发达地区,这种方法并没有带来更为精确的污染数据。而且,研究人员称,这张图并不能一锤定音地确定PM2 5在全球的分布状态。来自马里兰州NASA戈达德航天中心参与该研究的遥感专家Ralph Kahn解释称,尽管先进的应用技术为我们提供了一个更为清晰的细微颗粒的全球视野,但是,在某些区域,不确定因素可能致使PM2.5估计值偏低了25%甚至更多。
对PM2.5的全景式研究
这张最新的浓度图为细微颗粒研究提供了一种全景式的信息。在其之上的相关研究,会指导和帮助相关的研究人员解决关于PM2.5的一系列问题。最基本的问题包括:在全球的范围内,空气污染对公共健康到底造成了怎样的影响?该图的制作者之一马丁说:“我们可以清楚地看到,有庞大的人口生活在颗粒污染特别严重的地区,然而到目前为止,还没有人研究这对疾病和死亡率究竟造成了怎样的影响。大部分流行病研究还是主要集中在北美和欧洲这些发达国家。”
现在,根据这张浓度图以及相关的数据,流行病专家可以进一步研究在像亚洲的新兴城市、非洲北部的沙漠这些研究匮乏的地区,颗粒污染对长期居住在那里的人们的健康究竟造成了怎样的影响。
为了对细微颗粒污染做进一步的研究,NASA的科学家们策划了一系列的现场活动和卫星任务。例如,NASA戈达德航天中心正在扩展强化一个名为AERONET的网络,该网络能够将所有的地表颗粒监测器连接起来。明年的晚些时候,来自纽约戈这德空间研究院(GISS)的科学家也将着手分析来自卫星Glory的第一份数据。这颗卫星搭载了一种新型的测量设备——偏光仪,提供了一种新的测量细微颗粒特性的方式,可以与现有的太空气溶胶测量技术进行互补。