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€戴眼鏡的年輕人往雜物間運送一盆盆清水。幾個研究生好奇地跟隨運水人的腳步來到雜物間，發(fā)現(xiàn)此人正把一盆盆水倒進一個大黑桶，又把裝水的黑桶挪到窗臺邊陽光照射的區(qū)域，再將邊上一臺自動旋轉(zhuǎn)的儀器對準黑桶中水面上的日影專心致志地測量著什么。看幾個研究生頗覺費解，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)計進行定標?！边@個年輕人，正是剛回國工作一個月的李正強研究員

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

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

2013年1月，新聞媒體大幅報道了北京出現(xiàn)的灰霾天氣，而在遙感領(lǐng)域，當時并沒有立即產(chǎn)生同樣劇烈的震動。李正強的團隊很快意識到了事情的嚴重性，在《遙感學報》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)，霧霾也是剛進入大眾視野不久，當霧霾遇到遙感，不禁讓人聯(lián)想到“尖端”和“新潮”這兩個詞匯?！拔覀儓F隊比較年輕化，我還是年齡最大的?！苯衲陝?6歲的李正強說道。這個團隊雖然看起來年輕，但卻已經(jīng)在霧霾遙感這個“新潮”“尖端”的研究領(lǐng)域作出了不少貢獻。

在霧霾的遙感觀測中，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。李正強發(fā)現(xiàn)用這種方法來分析北京測到的數(shù)據(jù)，有很大的局限性，并不能滿足他們的需求?！氨本┯袔讉€特點，一個是燃煤多，而國外較少，對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，都需要做大量的實驗和數(shù)據(jù)分析工作。當李正強的團隊把這兩種成分加入到原有模型的時候，國際上最先進的模型之一就誕生了。

今年，李正強的團隊和美國、法國科學家一同合作，發(fā)現(xiàn)一種亞微米氣溶膠模態(tài)是霧和霾之間的一個關(guān)鍵點?！斑@個模態(tài)可能是嚴重污染時，霧霾形成和轉(zhuǎn)換的重要中間環(huán)節(jié)?！崩钫龔娬f，“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地觀測和驗證。一次在海拔3900多米的四川省理塘縣，同行的幾名研究生對所攜帶進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論，研究生們對此仍不甚了解。李正強便提出把儀器徹底拆開，但這遭到了隨行法國專家的反對，擔心昂貴的儀器在野外簡陋的條件下拆開會受到破壞。李正強憑借多年的專業(yè)知識和對儀器的深刻了解認為，“在產(chǎn)生科學疑問時，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。”隨后，大家一起在高原昏暗的燈光下，手舉大號電筒，小心翼翼地研究起擺放在面前的儀器來。眼見為實，之前認為困難重重、幾乎不可能的拆解過程，不但統(tǒng)一了眾人對儀器原理的認識，也給幾名研究生上了生動的一課。（原標題：李正強：用“遙感”看清“霧霾”）