Действительно ли НАСА измеряет концентрацию PM2,5 из космоса?

Загрязнение воздуха твердыми частицами представляет собой серьезную проблему для здоровья, особенно частицы, достаточно мелкие, чтобы оставаться в воздухе, достигая самых глубоких и мельчайших участков легких. Эти частицы сами по себе могут вызывать проблемы со здоровьем и могут действовать как «средства доставки» адсорбированных и гораздо более опасных химических веществ в результате сгорания (например, двигателей, работающих на ископаемом топливе, природных и техногенных пожаров) и других промышленных процессов.

Параметр PM2.5 предназначен для измерения этих частиц. 2,5 соответствует 2,5 микронам, но это не жесткое ограничение, и фактический размер частиц менее важен, чем аэродинамический диаметр. См. https://diamondenv.wordpress.com/2010/12/10/particle-pollution-pm10-and-pm2-5/

Местные измерения PM2,5 обычно выполняются с помощью рефлектометрии; воздушный поток направляется мимо лазерного луча, и крошечные импульсы от фотодетекторов из-за переходных процессов рассеянного света анализируются и затем подсчитываются. Распределение по размеру примерно выводится из распределения высоты импульса.

Вопрос: Однако действительно ли НАСА измеряет концентрации PM2,5 на уровне земли из космоса или что-то близкое к этому? В атмосфере есть аэрозоли, как спутниковое наблюдение может отличить сажу у земли от мелких капель воды в верхних слоях атмосферы?

ниже: Из этого твита NASAEarth 2014 года .

Карта НАСА PM2.5 из твита

обновление: «Это только что» на Earthobservatory.nasa.gov: Just Another Day on Aerosol Earth . Интересная статья со ссылками. Размер изображения уменьшен до 1 МБ (нажмите, чтобы увеличить)

подпись: «Композитное изображение, сделанное с использованием спутниковых снимков НАСА, показывает различные виды аэрозолей в земной атмосфере».

Еще один день на аэрозольной Земле

Ответы (1)

Вы можете обнаружить такие маленькие частицы по поглощению ими инфракрасного света. Измеряемая величина называется оптической толщиной аэрозоля (AOD). Наблюдая за спектральным распределением света, принимаемого спутником, можно различить различные способствующие факторы: температуру поверхности (полученную из общего распределения инфракрасного излучения), высоту потолка облаков, размер капель воды и пыли или количество происходящего фотосинтеза.

Это измерение можно выполнить несколькими способами: используется калиброванный источник света и измеряется количество света, достигающее удаленного датчика. Датчик также может находиться рядом с источником света и измерять, сколько света отражается (точнее, рассеивается) средой. Третий вариант, используемый для спутниковых измерений, использует Землю и саму атмосферу в качестве источника света - это просто, поскольку любой объект излучает тепловое излучение, которое при «нормальных» температурах находится в основном в инфракрасном диапазоне.

Одной из таких систем является MODIS на борту спутников TERRA и AQUA. Он сканирует свет, исходящий от Земли, в 36 спектральных диапазонах. Естественно, непосредственных измерений частиц в атмосфере нет, но объединенные данные всех этих каналов дают комплексное изображение всех компонентов атмосферы вплоть до поверхности (в безоблачных условиях), которое может быть аппроксимировано с помощью моделирования, адаптированного к моделям. на основе лабораторных и наземных измерений этих факторов.

Как следует из вашего вопроса, вы не можете измерять частицы пыли в нижних слоях атмосферы под облачным покровом. Изображения, содержащие облака, должны быть тщательно удалены из набора данных во время анализа. Исследование влияния облаков и пара на измерения можно найти в книге « Взаимосвязь между оптической толщиной аэрозоля и твердыми частицами над Сингапуром: влияние вертикального распределения аэрозоля».

Если у вас есть доступ к нему, есть также документ с закрытым доступом, в котором содержится резюме этих исследований «На пути к следующему поколению мониторинга качества воздуха: твердые частицы» Engel-Cox et al.

Оптическое поглощение обычно измеряют между источником света и детектором света. Как спутник измеряет атмосферное поглощение?
Любой объект при «разумной» температуре является хорошим источником света в инфракрасном диапазоне от 1 до 10 мкм благодаря тепловому излучению. Поскольку точное распределение длины волны любого теплового излучателя хорошо известно, можно рассчитать поглощение в любой из измеренных полос.
Большой! Спасибо за редактирование! Университет Далхаузи имеет доступную копию: fizz.phys.dal.ca/~atmos/publications/Cox.pdf
Действительно ли НАСА измеряет концентрацию PM2,5 из космоса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v