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      還記得上海世博會那個被愛稱為“大鯨魚”的車載系留氣球嗎?這個為園區提供視頻監視與預警應急的高空哨兵,也是我國第一個用于公共安保安防領域的系留氣球產品。而5月19日,它正式變身為可以長時間留空滯空的“環保預警機”,在華東理工大學奉賢校區海灣安家。由此,國內首個基于系留氣球的垂直觀測聯合基地建成,填補了我國大氣立體觀測領域的技術空白。有了它,PM2.5是本地生成還是外地輸送,將通過分層精測見分曉。

      無需充氣,可連續工作7天

      據了解,作為國內唯一的民用大載荷系留氣球平臺,“大鯨魚”在“后世博”時代完成了角色轉換,被成功改造為適用于大氣復合污染垂直觀測的大平臺。由于其作業高度達到千米,不能影響空中航路,幾經選址終于在杭州灣之畔落戶。記者在現場見到,系留氣球更像一臺飛艇,已擁有自己的放飛場。其充氣體積達1600立方米,載荷重量達220多公斤。

      工程師介紹,目前國內主流垂直觀測技術主要包括激光雷達、衛星遙感、探空氣球、高塔和飛機等。但受準確性、可控性、載荷量、穩定性等諸多問題影響,這些監測手段在城市大氣邊界層研究方面都有較大局限。而這類系留氣球靠惰性氣體氦氣升空,無需補充氣體,即可不間斷工作7天之久。它無自身動力,以放風箏的方式接受地面操控,依靠拉力高達9噸的纜繩收放,在空中超級穩定,且無二次污染。

      從300米到1000米,都在系留氣球的監測范圍內,基本覆蓋了每日大氣層的高度變化區域。由于它可以在任意高度停留,放飛過程也可以受控非常緩慢,就能測得近地面高度的本地污染源,以及遠地面高度的外來污染源,精細分析出污染物結構,為判斷、追溯和控制污染源提供科學依據。在它與地面相連的纜繩中,長距離光纖和電纜能夠實時可靠地傳送數據。

      為污染成因研究提供一手資料

      記者獲悉,利用這一系統進行的試驗中,科研團隊先后于2013年冬季、2015年冬季以及2016年5月三次在華理奉賢校區實施了科學觀測任務,成功捕捉到高空污染的水平輸送、高架污染源擴散、垂直污染氣團交換、邊界層高度變化、臭氧傳輸和消耗等重要的大氣污染現象和過程,為上海市乃至長三角區域開展環境空氣污染成因和傳輸影響研究提供了第一手的高空原位觀測資料,也為上海大氣環境科學研究開創了新的技術示范窗口。

      市環保局總工程師羅海林透露,當前PM2.5污染防控形勢不僅嚴峻,而且污染比以往更為快速地生成,有時一天之內跨越多個污染等級。這其中,除氣象因素外,還有很多“疑難雜癥”的病因要搞清楚。專家們表示,這一浮空平臺基地力爭為全國大氣科研提供更為開放、更為成熟的合作創新平臺。

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