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無人機監(jiān)測揭秘PM2.5時空分布

[導(dǎo)讀] 上海交通大學(xué)彭仲仁教授的團隊利用無人機監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，在逆溫條件下PM2.5樓層分布規(guī)律和之前專家的預(yù)測并不*一致。他們將飛機從地面一直往上飛，發(fā)現(xiàn)從300多米往上一直到500米，PM2.5的濃度反而越來越高，再繼續(xù)往上污染濃度又急劇下降。

　　到底是一樓灰霾重還是30樓重?很多專家認為樓層越高，空氣會越清潔，但是在相同水平層面分布是比較均勻的。不過，上海交通大學(xué)彭仲仁教授的團隊利用無人機監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，在逆溫條件下PM2.5樓層分布規(guī)律和之前專家的預(yù)測并不*一致。他們將飛機從地面一直往上飛，發(fā)現(xiàn)從300多米往上一直到500米，PM2.5的濃度反而越來越高，再繼續(xù)往上污染濃度又急劇下降。

　　學(xué)生自制PM2.5監(jiān)測大殺器

　　目前人們研究PM2.5以及空氣中其他污染物在垂直空間的分布情況，主要是依賴在高層建筑物上建設(shè)監(jiān)測站點，條件非常受限，所得到的數(shù)據(jù)非常少。上海交通大學(xué)智能交通與無人機應(yīng)用研究中心主任彭仲仁教授發(fā)明了一個“大殺器"。他直接在不同高度測數(shù)據(jù)，PM2.5在不同地方、不同高度的分布情況一目了然。

　　彭仲仁的學(xué)生根據(jù)需要，組裝了一部無人機。考慮到飛機要比較長時間在空中飛行監(jiān)測，他們選擇了可以在空中飛好幾個小時、燒汽油的固定翼飛機。因為燒汽油會產(chǎn)生廢氣，他們將排氣管放在飛機尾部，飛機頭的位置要搭載監(jiān)測儀器的平臺，這樣廢氣和儀器的距離就比較遠了。彭仲仁說，只要不是順風(fēng)飛，尾氣就不會影響到監(jiān)測結(jié)果，如果是在逆風(fēng)方向飛行，數(shù)據(jù)就更可靠了。

　　此外，監(jiān)測儀器那么大，無人機怎么能拖得動?儀器在飛機上怎么控制?這個問題比較棘手。不過美國的空氣監(jiān)測設(shè)備廠家解決了這個問題，專門為他們的飛機量身定做了一批監(jiān)測儀器。彭仲仁說，經(jīng)過比對，這些小型設(shè)備和大型設(shè)備監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)基本差不多，于是監(jiān)測PM 2.5的“大殺器"就完成了。

　　實測數(shù)據(jù)顯示鍛煉還是早上好

　　到了開始使用大殺器的時候。他們首先確定飛行的區(qū)域為一個四公里乘以四公里的正方形范圍內(nèi)，飛行時間分別分布在上午和下午的四個不同時段。飛機起飛之后，讓飛機每上升100米就圍繞這個正方形盤旋一周然后繼續(xù)爬升，通過控制裝載在飛機上的儀器記錄下不同時間，不同位置的PM 2.5濃度。

　　監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，PM 2.5的濃度在清晨6：00-7：30左右zui低。隨著太陽的逐漸升起，輻射量增加、空氣溫度升高，人們開始外出活動，污染物排放開始積累，PM 2.5的濃度也隨之升高。所以，鍛煉什么時候好?從空氣污染的角度來看早晨更合適。在水平方向，此前有專家認為，非常細小的PM 2.5在空中的分布是比較均勻的。但彭仲仁團隊監(jiān)測到的實測數(shù)據(jù)顯示，相比PM 10的空間分布確實要均勻很多，但PM 2.5同一水平位置的分布沒有此前推測的那么均勻。彭仲仁說，這表明即使在小范圍內(nèi)，PM 2.5濃度仍因風(fēng)向、地面排放、外部傳輸?shù)仍虺尸F(xiàn)不均勻分布。

　　而且有一次實測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，PM 2.5也并不*遵循高度越高PM 2.5濃度越低的規(guī)律。有一次他們將飛機從地面一直往上飛，發(fā)現(xiàn)從300多米往上一直到500米，PM 2.5的濃度反而越來越高，再繼續(xù)往上污染濃度又急劇下降。查看溫度才發(fā)現(xiàn)，氣溫也是隨著地面升高而升高的，而不是每上升100米下降0 .6℃，因此判斷300米到500米的這一高度區(qū)間恰好有一個逆溫層，導(dǎo)致污染物難以擴散。

　　鏈接

　　廣州借助“小蠻腰"研究PM2.5垂直分布規(guī)律

　　此前一篇網(wǎng)絡(luò)帖子中，自稱“退役"售樓部稱，千萬別買9樓到11樓的房子。因為這三層樓的高度是PM 2.5的zui愛，是空氣zui臟的位置。這篇文章的論斷很快就被專家和監(jiān)測人員用理論和數(shù)據(jù)證明不靠譜。

　　在PM2.5的垂直分布規(guī)律上，研究的城市并不多。廣州借助“小蠻腰"，較早研究了廣州PM2.5的垂直分布規(guī)律。根據(jù)廣州市環(huán)境監(jiān)測站的研究，在幾十米以下的高度，PM2.5的濃度其實差別不大，越往高處PM2.5濃度越低，空氣也就越清潔。但這只是小蠻腰所在位置的監(jiān)測數(shù)據(jù)，其它地方是這樣嗎?中山大學(xué)的范紹佳教授曾表示，具體到某棟樓某個樓層，差別是非常大的。因為局部地區(qū)的擴散條件、小氣候都不一樣，一棟樓前面有一口池塘和沒有一口池塘情況可能都不一樣，根本沒辦法比較。

[來源：南方都市報]