英研制新型空气质量测量设备可绘制城市烟雾

人们如今越来越关注糟糕的空气质量对人类健康造成的严重影响。英国科学家日前研制出一种新型空气质量测量设备，能够像“污染监视雷达”一样对城市上空进行“扫描”。该设备可以安装到卫星上，从而提供空气中有害气体的空前详细资料。与此同时，研究人员正在开发能够绘制空气中有害气体三维图的地面设备。

这项技术来自英国的一个对地观测仪器中心（CEOI），该中心负责能够完成自身任务的新系统的研制工作，在空间环境监视技术开发中起着催化作用。英国莱斯特大学的Paul Monks教授是小型空气质量分光计（CompAQS）项目的负责人之一，这是对地观测仪器中心的一个项目，旨在开发一种能够在紫外线和可见光谱部分使用的小型成像分光计，以及众多可以基于卫星平台的潜在应用。作为“城市扫描”计划的一部分，这项已开发出的技术目前正在应用当中，以简单且不间断的方式对广大城市和工业区域上空的空气质量进行监视。

Monks说：“这个已经开发出的设备具有作为小卫星荷载物进行部署的潜力，而且提供与当前使用设备相似的性能，后者在体积上都要大很多。它紧凑的体积，以及通过使用新的光学设计所能达到的功能，意味着制造、平台开发和发射成本都能够最小化。”

Monks补充说：“现在，压倒性的意见一致认为糟糕的空气质量影响着人类健康。据世界卫生组织估计，每年有240万人直接因空气污染而死亡，其中有150万人的死亡是因为室内空气污染。人们处于一个有害气体和颗粒含量不断增加的世界中，这要求世界各国、地区乃至国际范围的公共权力机构要采取行动。”

2009年，莱斯特大学将与萨里卫星技术有限公司制造并安装两个新的CompAQS，作为地面差分吸收光谱（DOAS）系统使用。这些设备将在可视光波区操作，能够在5分钟内绘制出空气中诸如二氧化氮之类有害气体的实时三维图。通过同时分析来自多个设备和多角度几何排列的散射太阳光紫外线/可见光辐射，可以达到实时绘图，而且能够获得关于城市环境动态和成分的空前级别信息。

“城市扫描”设备将比现有的空气质量监视器拥有更多的优势，可以为整个城市地区提供不间断的监视技术。每个拟投入使用的系统都可以覆盖大约25平方千米（9.6平方英里）的范围，能在空间分辨率为50米的情况下对二氧化氮和悬浮颗粒进行实时监视，就像是一个“污染监视雷达”。

“城市扫描”能够收集独特的空气质量监视数据库，而且具有在排放监视、污染测量和空气质量控制方面开启新领域的潜力。这样的测量需要高性能的分光计和探测系统，而且与卫星仪器制造共享许多关键的开发要求。因此，这项技术是为星载分光计开发自然衍生出来的一条路径，通过项目合作伙伴，“城市扫描”的进展正反馈给英国空间工业部门。

Monks说：“对于长期监视和控制人为或自然发生的排放及因此对人类健康造成的短期影响来说，空气成分和质量测量显得至关重要。越来越有必要收集基于长期基础的更详细、更大区域范围而且与对地观测仪器中心保持更高一致性的数据，这在面对挑战时将发挥重要作用。”