霧霾從哪兒來，又要到哪兒去?讓無人機(jī)來告訴你。上海交大彭仲仁教授團(tuán)隊(duì)采用無人機(jī)搭載便攜式檢測(cè)設(shè)備跟蹤監(jiān)測(cè)，獲得的PM2.5等大氣污染物濃度的三維分布數(shù)據(jù)證實(shí)：大氣逆溫層的存在，對(duì)PM2.5擴(kuò)散具有明顯的不利影響。根據(jù)他們監(jiān)測(cè)到的道路周邊交通污染物分布規(guī)律，彭教授提醒大家：早晚高空PM2.5濃度差異雖大，但地面相去不遠(yuǎn)，很難說鍛煉身體何時(shí)更好;離道路遠(yuǎn)一點(diǎn)，可少吸入些霧霾。
逆溫層是霧霾“幫兇”
目前的大氣污染監(jiān)測(cè)主要集中在地面，對(duì)高空的污染監(jiān)測(cè)較少，難以清楚地掌握霧霾的生消和擴(kuò)散規(guī)律。從2011年起，上海交大船舶海洋與建筑工程學(xué)院教授彭仲仁帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在長三角地區(qū)使用無人機(jī)搭載便攜式檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)行了大量的大氣污染跟蹤監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，成功獲取了這一區(qū)域PM2.5等典型大氣污染物濃度的三維分布數(shù)據(jù)。
在低層大氣中，氣溫通常隨高度的增加而降低，不過在某些情況下，氣溫有時(shí)會(huì)隨高度的增加而升高，出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，在大氣中形成逆溫層，不利于污染物擴(kuò)散。至于逆溫層在PM2.5的積累和霧霾的形成過程中起了多大作用，還需要相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來證實(shí)。彭仲仁團(tuán)隊(duì)的近幾次實(shí)驗(yàn)顯示，在距離地面1km以下的高度，PM2.5的濃度總體呈現(xiàn)隨高度增加而下降的趨勢(shì)，早上尤其明顯。白天大氣邊界層抬升，PM2.5濃度垂直梯度減小。但逆溫層的存在妨礙了空氣污染物的垂直擴(kuò)散，增加了逆溫層下近地面PM2.5的濃度，為霧霾的形成提供了條件。此外，進(jìn)入11月以后，隨著PM2.5濃度提高，垂直分布特征也變得與一般情況不同。這些第一手的數(shù)據(jù)資料將有助于分析霧霾的區(qū)域輸送、垂直傳輸規(guī)律，以及該規(guī)律是如何影響霧霾生消的。日間，
想少吸霾，跑步時(shí)離馬路遠(yuǎn)一點(diǎn)
越來越多市民喜歡戶外鍛煉，馬路兩邊的人行道上經(jīng)常能見到跑步的人。彭教授提醒，馬路上來來往往的車輛排放出來的尾氣可是霧霾的“得力助手”，沿馬路跑步有可能一不小心就成了奔跑的“馬路吸霾器”。
“我們對(duì)城市主干道、高架路、交叉路口等道路周邊的微環(huán)境做了污染物監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)道路兩側(cè)300米至500米之內(nèi)是受汽車尾氣污染最嚴(yán)重的區(qū)域，PM2.5的濃度較高，而且離道路越近濃度越高。當(dāng)然PM2.5的濃度不只是受距離遠(yuǎn)近的影響，其他因素如風(fēng)速、風(fēng)向、大環(huán)境中PM2.5的濃度等也是很重要的影響因素。”彭仲仁說。
對(duì)高架路等立體道路周邊交通污染物的三維分布與變化的分析發(fā)現(xiàn)，PM2.5的濃度的高值分別出現(xiàn)在地面和與高架隔音障平行高度的8樓左右，二者均接近于交通排放源。在8樓(隔音障+高架路)以上，污染物的濃度指數(shù)開始衰減。彭教授說，這些初步的研究發(fā)現(xiàn)可以幫助指導(dǎo)路邊高層住宅的居民進(jìn)行污染防范，也能對(duì)今后城市道路周邊的用地規(guī)劃和建筑布局等提供決策依據(jù)。
空中監(jiān)測(cè)將使霧霾預(yù)報(bào)更準(zhǔn)確
對(duì)于成因復(fù)雜的霧霾來說，進(jìn)行高空、地面等空間范圍內(nèi)的天空地大氣污染一體化監(jiān)測(cè)顯然對(duì)揭示霧霾的成因以及進(jìn)行霧霾防治更有效果。據(jù)了解，此前國內(nèi)大氣污染立體觀測(cè)研究用到過載人飛機(jī)、探空氣球、衛(wèi)星遙感等非常規(guī)的觀測(cè)工具和技術(shù)，有些成本較高，有些可控性弱、靈活性差，而無人機(jī)可以很好地克服這些缺點(diǎn)。
彭仲仁團(tuán)隊(duì)使用的一架固定翼無人機(jī)的翼展長度只有四米，可以非常靈活地往不同的方向穿梭，一次航時(shí)可達(dá)到7小時(shí)，飛行高到1000米，不過需要50米跑道起飛;另一架旋翼無人機(jī)可垂直起降，航時(shí)1小時(shí)，飛行高度500米。此前他們每天飛行4個(gè)航次。兩架飛機(jī)成本都在50萬元上下。據(jù)悉，上海交大正在研制新型無人機(jī)，續(xù)航時(shí)間更長，成本更低。
彭仲仁認(rèn)為，使用無人機(jī)監(jiān)測(cè)大氣污染的成本遠(yuǎn)低于其他立體監(jiān)測(cè)手段。“我們?cè)诒O(jiān)測(cè)之前提前設(shè)定了無人機(jī)的飛行路線、高度和飛行模式，再用單架或多架無人機(jī)協(xié)同布局的方式，對(duì)一個(gè)較大區(qū)域的大氣污染狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。無人機(jī)空中監(jiān)測(cè)平臺(tái)今后能為大氣污染研究提供新思路，給城市空氣污染預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支撐。另外，我們目前還在利用無人機(jī)研究污染物在長三角乃至全國的跨區(qū)域輸送問題，這些數(shù)據(jù)資料有助于我們更清晰地認(rèn)識(shí)霧霾在區(qū)域范圍內(nèi)積累、傳輸和消散的過程，最終都能幫助我們防控污染，趕走霧霾。”
