遥感技术在大气监测中的应用

遥感技术在大气监测中的应用大气遥感是利用传感器对大气结构,状态及变化进行监测。大气传感器可以监测大气中的O3、CO2、SO2、CH4及气溶胶、有害气体的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别。大气监测主要利用的是卫星遥感和航空遥感平台，主要利用的数据包括遥感集市高分数据GF-1、ZY-3数据、美国Landsat-MSS、TM数据，法国SPOT-HRV数据以及各种航空遥感数据。由于水汽、CO2、O3、CH4等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,可以通过测量大气的散射、吸收及辐射的光谱而从中识别出来。应用于大气环境监测的电磁波谱主要是近紫外线到红外线范围(0.4～25μm),以及微波范围(10～200GHZ)。按照所利用电磁波辐射源的不同,可将大气遥感技术分为被动式遥感技术和主动式遥感技术。根据遥感平台的不同,大气环境遥感监测又可分为空基遥感和地基遥感。1.1大气气溶胶监测气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微粒。气溶胶粒子的来源很复杂,地球表面的岩石和土壤风化,海洋表面由于风浪的作用使海水泡沫飞溅而形成的海盐粒子,植物花粉、孢子,人类燃烧活动和自然火灾(包括火山爆发,森林及农田火灾)以及工厂排放的气体或发生化学反应而产生的液态或固态粒子等,构成了来源广泛而又复杂的大气气溶胶体系。气溶胶本身是污染物,同时又是许多有毒、有害物质的携带者,它的分布在一定程度上反映了大气污染的状况。在对气溶胶的遥感监测方面,高分辨率的卫星遥感不但提供了监测大气气溶胶的可能性.1.2有害气体监测有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、光化学烟雾等对生物有机体有毒害的气体。利用相关光谱技术可对大气中NO、NO2、SO2浓度进行监测。监测这3种污染物组分的实际工作波长范围分别是:NO为195～230nm,NO2为420～450nm,SO2为250～310nm。NOX、CO、CO2、SO2、O3等污染物及其浓度也可用红外激光2荧光遥感器监测,其监测频率在可见光至紫外光区域,根据荧光波长和强度可分别作定性和定量监测。1.3城市热岛监测它是一种城市热岛遥感NOAA/AVHRR的热AVHRR数据的地面空间(1.1km),利用NOAA/AVHRR数据只,无法对城市内部微观的热环境进行有效的观测。LandsatTM数据的热红外波段(10.4～12.5μm)具有较高的空间分辨率(120m),能够更好地用于城市热岛研究。目前对城市热岛的监测主要有基于温度的热岛监测方法和基于植被指数的热岛监测方法。基于温度的热岛监测方法是最常用,也是最直接的方法,根据处理温度手段的不同,又可分为基于亮度温度的检测方法和基于地表温度的检测方法。