【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】上天入地下海，曾經(jīng)只能在奇幻題材作品當(dāng)中描摹的畫(huà)面，如今正在一點(diǎn)一點(diǎn)為人類(lèi)所實(shí)現(xiàn)。譬如，過(guò)年期間上映的國(guó)產(chǎn)科幻電影《流浪地球》鋪設(shè)了一個(gè)宏偉的不可能計(jì)劃：帶著地球逃離太陽(yáng)系。然而，一段在建規(guī)模大的水電站——白鶴灘水電站的視頻，卻令網(wǎng)友不得不驚呼：《流浪地球》中的發(fā)動(dòng)機(jī)和地下城真的能造出來(lái)！
世界地球日(大氣篇)
當(dāng)然，《流浪地球》所表現(xiàn)的并非只有人類(lèi)非凡的創(chuàng)造力，更多的是對(duì)地球未來(lái)發(fā)展問(wèn)題的探討。雖然電影中描述的太陽(yáng)毀滅現(xiàn)象目前還不可能出現(xiàn)，但是氣候變暖、
臭氧空洞、海洋污染、淡水短缺、生物銳減等等由人類(lèi)活動(dòng)引起的一系列環(huán)境問(wèn)題，正在瘋狂破壞我們的地球家園。盡管很多環(huán)境問(wèn)題依然嚴(yán)峻，但是人類(lèi)上天入地下海的本領(lǐng)越來(lái)越強(qiáng)，越來(lái)越多難題得以攻克。作為保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)工具，科學(xué)儀器功不可沒(méi)。今天是2019年4月22日，正值第50個(gè)世界地球日，不妨跟著小編來(lái)看看，科學(xué)儀器究竟是如何“上天入地下海”，保護(hù)賴(lài)以生存的“小破球”。
在《流浪地球》中，觀影者印象深刻的場(chǎng)景可能就是主角走出地下城看到的世界，也就是現(xiàn)在人們所居住的地球表層。曾經(jīng)熟悉的東方明珠塔被冰川覆蓋，浩渺無(wú)邊的江河湖海變成了一片冰原，無(wú)數(shù)未能進(jìn)入地下城的人被凍結(jié)在了深深的冰層之下。然而，類(lèi)似的極寒天氣卻在電影上映的同時(shí)，發(fā)生在了太平洋彼岸。美國(guó)部分地區(qū)低氣溫驟降至零下50多度，密歇根湖凍成冰海，尼亞加拉大瀑布被凍住，芝加哥渡輪成了破冰船……這種由氣候變暖和大氣污染導(dǎo)致的天氣已經(jīng)不再罕見(jiàn)。
為了挽救大氣環(huán)境，人們根據(jù)地面大氣監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感、氣象觀測(cè)提供的數(shù)據(jù)，成功制定出一系列行之有效的大氣污染防治計(jì)劃。雖然我國(guó)環(huán)境
監(jiān)測(cè)儀行業(yè)起步較晚，國(guó)內(nèi)技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，但是隨著市場(chǎng)需求的大幅增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)
環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器迎來(lái)了高速發(fā)展。尤其是在色譜、質(zhì)譜、電化學(xué)等分析技術(shù)以及人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的合力推動(dòng)下，環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域卓有成效。
作為這片領(lǐng)域當(dāng)中的重要分支，大氣監(jiān)測(cè)儀器的技術(shù)含量也大有提升。從采集大氣污染物的采樣器、采樣儀，到實(shí)時(shí)觀測(cè)大氣環(huán)境的空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，再到分析污染物成分的氣體分析儀，各類(lèi)大氣監(jiān)測(cè)儀器都在發(fā)揮著重要作用。不過(guò)，目前大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)依然以人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主，未來(lái)有待于向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。單純的地面大氣監(jiān)測(cè)也將逐漸與遙感監(jiān)測(cè)相結(jié)合，擴(kuò)展監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
沒(méi)錯(cuò)，遙感監(jiān)測(cè)就是上文提及的衛(wèi)星遙感，即通過(guò)航空或衛(wèi)星等收集環(huán)境的電磁波信息對(duì)遠(yuǎn)離的環(huán)境目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)識(shí)別環(huán)境質(zhì)量狀況的技術(shù)。相比于以近地分布為主的地面環(huán)境監(jiān)測(cè)，遙感監(jiān)測(cè)對(duì)于環(huán)境信息的獲取更為快速和全面。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)射了多顆衛(wèi)星用于遙感監(jiān)測(cè)，主要包括氣溶膠及顆粒污染物、污染氣體、溫室氣體、大氣輻射等方面的研究。去年發(fā)射上空的高分五號(hào)衛(wèi)星就搭載了三臺(tái)用于遙感監(jiān)測(cè)的大氣探測(cè)載荷。這三臺(tái)載荷分別為大氣痕量氣體差分吸收光譜儀(EMI)、大氣主要溫室氣體監(jiān)測(cè)儀(GMI)和大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀(DPC)，能夠承擔(dān)污染氣體、溫室氣體和顆粒物污染的觀測(cè)任務(wù)。
此外，氣象觀測(cè)也是大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。目前，除了自動(dòng)氣象站、自動(dòng)雨量站、百葉箱、溫濕度記錄儀等地面氣象觀測(cè)儀器，科研人員還發(fā)明了探空儀、天氣雷達(dá)等高空氣象探測(cè)儀，對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行多方位監(jiān)測(cè)。以雷達(dá)為例，近期通過(guò)科技部驗(yàn)收的“大氣細(xì)粒子與臭氧時(shí)空探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)研制與應(yīng)用示范”項(xiàng)目，就是將激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。未來(lái)，氣象觀測(cè)還將繼續(xù)通過(guò)各類(lèi)氣象儀器，為大氣污染趨勢(shì)分析與大氣環(huán)境評(píng)估、提出控制污染方案、研究大氣污染規(guī)律和開(kāi)展大氣物理科學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)。
小結(jié)：昔年藍(lán)天白云、碧水浩蕩、綠野茵茵，今日霧霾圍城、垃圾遍海、寸草難生。等到地球上后一片凈土被污染之后再去反省自己的行為，不如從現(xiàn)在做起，用科技手段來(lái)改善地球環(huán)境。下一篇，小編將從土壤環(huán)境入手，繼續(xù)介紹科學(xué)儀器在地球環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。
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