用遙感技術(shù)窺視霧霾

4年前，中科院遙感與數(shù)字地球研究所宿舍樓的研究生們，常?？匆娨粋€(gè)戴眼鏡的年輕人往雜物間運(yùn)送一盆盆清水。幾個(gè)研究生好奇地跟隨運(yùn)水人的腳步來到雜物間，發(fā)現(xiàn)此人正把一盆盆水倒進(jìn)一個(gè)大黑桶，又把裝水的黑桶挪到窗臺(tái)邊陽光照射的區(qū)域，再將邊上一臺(tái)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的儀器對(duì)準(zhǔn)黑桶中水面上的日影專心致志地測(cè)量著什么。看幾個(gè)研究生頗覺費(fèi)解，年輕人微笑道：“可以利用太陽的鏡面反射，給昂貴的偏振設(shè)計(jì)進(jìn)行定標(biāo)?！边@個(gè)年輕人，正是剛回國工作一個(gè)月的李正強(qiáng)研究員

2004年，李正強(qiáng)在獲得光學(xué)博士學(xué)位后，受到法國國家太空研究中心的資助，前往里爾大學(xué)大氣光學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行博士后研究，并任研究助教和助理研究員?！澳菚r(shí)法國的大氣光學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)射了一顆‘太陽傘’偏振衛(wèi)星，這個(gè)衛(wèi)星是世界上測(cè)量氣溶膠能力最強(qiáng)的衛(wèi)星，大氣光學(xué)實(shí)驗(yàn)室圍繞這個(gè)衛(wèi)星做了很多工作，我覺得這個(gè)事情很有意思?！币簿褪菑哪菚r(shí)起，李正強(qiáng)與氣溶膠遙感正式結(jié)緣。2009年，李正強(qiáng)被選入中科院“百人計(jì)劃”，并于當(dāng)年年底回國。

偏振定標(biāo)，當(dāng)時(shí)是國際上遙感領(lǐng)域的前沿，不僅中國，整個(gè)亞洲都缺乏相關(guān)的技術(shù)。通常需要定標(biāo)的儀器，都要運(yùn)往歐美專業(yè)實(shí)驗(yàn)室通過專門的高精尖儀器進(jìn)行定標(biāo)。李正強(qiáng)在法國時(shí)曾做過太陽輻射計(jì)偏振定標(biāo)的相關(guān)研究，回國后，就希望能夠?qū)ふ业揭环N簡(jiǎn)易而不失精度的定標(biāo)方法。他克服了回國初期試驗(yàn)條件不足的困難，加上不懈的鉆研，終于，他的研究成果發(fā)表在了應(yīng)用光學(xué)國際期刊上，為大氣輻射偏振測(cè)量提供了一種重要的定標(biāo)新方法。

2013年1月，新聞媒體大幅報(bào)道了北京出現(xiàn)的灰霾天氣，而在遙感領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)并沒有立即產(chǎn)生同樣劇烈的震動(dòng)。李正強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)很快意識(shí)到了事情的嚴(yán)重性，在《遙感學(xué)報(bào)》上發(fā)表了數(shù)篇關(guān)于灰霾遙感的文章，在遙感科研工作者中引起了較大反響。

遙感是一門新興技術(shù)，霧霾也是剛進(jìn)入大眾視野不久，當(dāng)霧霾遇到遙感，不禁讓人聯(lián)想到“尖端”和“新潮”這兩個(gè)詞匯?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)比較年輕化，我還是年齡最大的?！苯衲陝?6歲的李正強(qiáng)說道。這個(gè)團(tuán)隊(duì)雖然看起來年輕，但卻已經(jīng)在霧霾遙感這個(gè)“新潮”“尖端”的研究領(lǐng)域作出了不少貢獻(xiàn)。

在霧霾的遙感觀測(cè)中，國際上普遍使用的是三成分氣溶膠反演法，只能得到硫酸鹽、黑碳和水三種成分。李正強(qiáng)發(fā)現(xiàn)用這種方法來分析北京測(cè)到的數(shù)據(jù)，有很大的局限性，并不能滿足他們的需求。“北京有幾個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是燃煤多，而國外較少，對(duì)此我們就加入了與之相關(guān)的棕色碳這一成分。另外，每年春季北京多沙塵，國外模型中也沒有沙塵這一成分?！泵考尤胍环N成分，都需要做大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析工作。當(dāng)李正強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)把這兩種成分加入到原有模型的時(shí)候，國際上最先進(jìn)的模型之一就誕生了。

今年，李正強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)和美國、法國科學(xué)家一同合作，發(fā)現(xiàn)一種亞微米氣溶膠模態(tài)是霧和霾之間的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)?！斑@個(gè)模態(tài)可能是嚴(yán)重污染時(shí)，霧霾形成和轉(zhuǎn)換的重要中間環(huán)節(jié)。”李正強(qiáng)說，“這為我們研究和了解霧霾提供了一條可能途徑?！?/p>

遙感科研工作者經(jīng)常需要出野外開展實(shí)地觀測(cè)和驗(yàn)證。一次在海拔3900多米的四川省理塘縣，同行的幾名研究生對(duì)所攜帶進(jìn)口儀器提出了一些原理上的問題，經(jīng)過一番激烈的討論乃至爭(zhēng)論，研究生們對(duì)此仍不甚了解。李正強(qiáng)便提出把儀器徹底拆開，但這遭到了隨行法國專家的反對(duì)，擔(dān)心昂貴的儀器在野外簡(jiǎn)陋的條件下拆開會(huì)受到破壞。李正強(qiáng)憑借多年的專業(yè)知識(shí)和對(duì)儀器的深刻了解認(rèn)為，“在產(chǎn)生科學(xué)疑問時(shí)，與其站在原地懷疑猶豫，不如破除思想中的枷鎖，從各種可能甚至不可能的角度展開行動(dòng)?！彪S后，大家一起在高原昏暗的燈光下，手舉大號(hào)電筒，小心翼翼地研究起擺放在面前的儀器來。眼見為實(shí)，之前認(rèn)為困難重重、幾乎不可能的拆解過程，不但統(tǒng)一了眾人對(duì)儀器原理的認(rèn)識(shí)，也給幾名研究生上了生動(dòng)的一課。（原標(biāo)題：李正強(qiáng)：用“遙感”看清“霧霾”）