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無人機監測揭秘PM2.5時空分布

[導讀] 上海交通大學彭仲仁教授的團隊利用無人機監測后發現，在逆溫條件下PM2.5樓層分布規律和之前專家的預測并不*一致。他們將飛機從地面一直往上飛，發現從300多米往上一直到500米，PM2.5的濃度反而越來越高，再繼續往上污染濃度又急劇下降。

　　到底是一樓灰霾重還是30樓重?很多專家認為樓層越高，空氣會越清潔，但是在相同水平層面分布是比較均勻的。不過，上海交通大學彭仲仁教授的團隊利用無人機監測后發現，在逆溫條件下PM2.5樓層分布規律和之前專家的預測并不*一致。他們將飛機從地面一直往上飛，發現從300多米往上一直到500米，PM2.5的濃度反而越來越高，再繼續往上污染濃度又急劇下降。

　　學生自制PM2.5監測大殺器

　　目前人們研究PM2.5以及空氣中其他污染物在垂直空間的分布情況，主要是依賴在高層建筑物上建設監測站點，條件非常受限，所得到的數據非常少。上海交通大學智能交通與無人機應用研究中心主任彭仲仁教授發明了一個“大殺器"。他直接在不同高度測數據，PM2.5在不同地方、不同高度的分布情況一目了然。

　　彭仲仁的學生根據需要，組裝了一部無人機。考慮到飛機要比較長時間在空中飛行監測，他們選擇了可以在空中飛好幾個小時、燒汽油的固定翼飛機。因為燒汽油會產生廢氣，他們將排氣管放在飛機尾部，飛機頭的位置要搭載監測儀器的平臺，這樣廢氣和儀器的距離就比較遠了。彭仲仁說，只要不是順風飛，尾氣就不會影響到監測結果，如果是在逆風方向飛行，數據就更可靠了。

　　此外，監測儀器那么大，無人機怎么能拖得動?儀器在飛機上怎么控制?這個問題比較棘手。不過美國的空氣監測設備廠家解決了這個問題，專門為他們的飛機量身定做了一批監測儀器。彭仲仁說，經過比對，這些小型設備和大型設備監測出來的數據基本差不多，于是監測PM 2.5的“大殺器"就完成了。

　　實測數據顯示鍛煉還是早上好

　　到了開始使用大殺器的時候。他們首先確定飛行的區域為一個四公里乘以四公里的正方形范圍內，飛行時間分別分布在上午和下午的四個不同時段。飛機起飛之后，讓飛機每上升100米就圍繞這個正方形盤旋一周然后繼續爬升，通過控制裝載在飛機上的儀器記錄下不同時間，不同位置的PM 2.5濃度。

　　監測數據顯示，PM 2.5的濃度在清晨6：00-7：30左右zui低。隨著太陽的逐漸升起，輻射量增加、空氣溫度升高，人們開始外出活動，污染物排放開始積累，PM 2.5的濃度也隨之升高。所以，鍛煉什么時候好?從空氣污染的角度來看早晨更合適。在水平方向，此前有專家認為，非常細小的PM 2.5在空中的分布是比較均勻的。但彭仲仁團隊監測到的實測數據顯示，相比PM 10的空間分布確實要均勻很多，但PM 2.5同一水平位置的分布沒有此前推測的那么均勻。彭仲仁說，這表明即使在小范圍內，PM 2.5濃度仍因風向、地面排放、外部傳輸等原因呈現不均勻分布。

　　而且有一次實測數據發現，PM 2.5也并不*遵循高度越高PM 2.5濃度越低的規律。有一次他們將飛機從地面一直往上飛，發現從300多米往上一直到500米，PM 2.5的濃度反而越來越高，再繼續往上污染濃度又急劇下降。查看溫度才發現，氣溫也是隨著地面升高而升高的，而不是每上升100米下降0 .6℃，因此判斷300米到500米的這一高度區間恰好有一個逆溫層，導致污染物難以擴散。

　　鏈接

　　廣州借助“小蠻腰"研究PM2.5垂直分布規律

　　此前一篇網絡帖子中，自稱“退役"售樓部稱，千萬別買9樓到11樓的房子。因為這三層樓的高度是PM 2.5的zui愛，是空氣zui臟的位置。這篇文章的論斷很快就被專家和監測人員用理論和數據證明不靠譜。

　　在PM2.5的垂直分布規律上，研究的城市并不多。廣州借助“小蠻腰"，較早研究了廣州PM2.5的垂直分布規律。根據廣州市環境監測站的研究，在幾十米以下的高度，PM2.5的濃度其實差別不大，越往高處PM2.5濃度越低，空氣也就越清潔。但這只是小蠻腰所在位置的監測數據，其它地方是這樣嗎?中山大學的范紹佳教授曾表示，具體到某棟樓某個樓層，差別是非常大的。因為局部地區的擴散條件、小氣候都不一樣，一棟樓前面有一口池塘和沒有一口池塘情況可能都不一樣，根本沒辦法比較。

[來源：南方都市報]