上海大載荷系留氣球垂直觀測平臺在京津冀地區(qū)成功升空
2018年12月15日凌晨2點，上海市環(huán)境監(jiān)測中心和中國電子科技集團第三十八研究所以及中國科學(xué)院大氣物理研究所相關(guān)技術(shù)人員冒著零下8℃嚴(yán)寒，連續(xù)16小時作業(yè)一次性完成囊體充氣和掛架合攏。
搭載氣溶膠和氣象在線監(jiān)測儀器的系留氣球平臺航拍圖
中午12：00，根1000米大氣污染物化學(xué)組分和氣象參數(shù)垂直探空曲線出現(xiàn)在計算機屏幕上，標(biāo)志著以大載荷系留氣球垂直觀測平臺為核心的大邊界層污染加強觀測實驗在河北省望都縣全面啟動。
2018年12月15日600米、800米存在污染物高空傳輸
本次大型聯(lián)合實驗為國家重點研發(fā)計劃項目《陸地邊界層大氣污染垂直探測技術(shù)》的重點觀測任務(wù)。該項目由中國科學(xué)院大氣物理研究所胡非教授主持，參加單位有中國環(huán)境監(jiān)測總站、上海市環(huán)境監(jiān)測中心、深圳市環(huán)境監(jiān)測中心、北京大學(xué)、中山大學(xué)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國氣象局北京城市氣象研究所、南京大學(xué)和南京信息工程大學(xué)等九家單位。
本次投入實驗的大型系留氣球長32米，體積為1900立方米，有效載荷220公斤，升空高度可達1200米，是目前國內(nèi)wei一的一個民用大載荷大氣污染觀測平臺，艇上載有常規(guī)“六要素”二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、總揮發(fā)性有機物，以及氣溶膠質(zhì)譜、粒徑譜、黑炭和顆粒物計數(shù)等氣溶膠化學(xué)組分實時觀測儀器，同時還搭載有風(fēng)速、風(fēng)向，溫度、濕度、氣壓、三維湍流脈動風(fēng)速脈動溫度等氣象要素觀測儀器。
2018年12月15日氣溶膠化學(xué)組分垂直分布圖，儀器：ACSM，表明近地面燃煤和生物質(zhì)氣溶膠排放的有機顆粒物和硫酸鹽、黑炭貢獻顯著，硝酸鹽則高空傳輸和地面累積同步存在。
自2012年以來，在上海市環(huán)境監(jiān)測中心的帶領(lǐng)下，由華東理工大學(xué)、南京大學(xué)、中國電子科技集團第38所和上海民防辦等五家單位組成的科研團隊聯(lián)合科技攻關(guān)，歷經(jīng)坎坷，終將2010年上海世博會科技創(chuàng)新成果——安防氣球系統(tǒng)改造為適用于大氣環(huán)境科學(xué)研究的垂直觀測平臺，成為了一個懸置在邊界層空域中的高空大氣“超級站”。該系統(tǒng)于2013年、2015年、2016年5月、2017年和2018年在上海先后完成了3次冬季氣溶膠污染和2次夏季臭氧污染垂直觀測試驗研究。團隊連續(xù)攻克了高空與地面不間斷供電、數(shù)據(jù)實時傳輸、高穩(wěn)定度在線大氣觀測掛架設(shè)計、大氣污染物和氣象多維度數(shù)據(jù)同步集成、倒掛式顆粒物采樣氣路設(shè)計等多重技術(shù)難關(guān)，逐步探索和形成了一套以數(shù)值模型預(yù)報為指導(dǎo)、地基觀測設(shè)備實時配套的近低空大氣垂直科學(xué)觀測方案，成功實現(xiàn)了在邊界層高度的大氣污染物的定點定時觀測，彌補了在大氣邊界層高度長時間連續(xù)穩(wěn)定觀測的空白，為我國區(qū)域復(fù)合型大氣污染成因和傳輸影響研究提供了一個全新的高空觀測技術(shù)手段。
本次在京津冀地區(qū)開展的規(guī)模較大的多平臺、多要素大氣邊界層綜合觀測試驗，是上海市環(huán)境監(jiān)測中心將該系統(tǒng)成功移植到京津冀地區(qū)，將獲得冬季重污染期間點面結(jié)合、三維立體的大氣污染垂直分布信息。系留氣球垂直觀測平臺所獲得的寶貴的手高空邊界層內(nèi)的污染物和氣象參數(shù)的原位觀測資料，將為不同大氣污染探測設(shè)備的對比校驗、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)融合和歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化研究，以及大氣污染模式的發(fā)展提供幫助。該實驗和科學(xué)裝備引發(fā)了大氣科學(xué)研究界的高度關(guān)注，12月19日，張遠航院士、柴發(fā)合教授等一行專家專程趕赴望都實驗現(xiàn)場指導(dǎo)，聽取課題負責(zé)人霍俊濤工程師關(guān)于氣球垂直觀測系統(tǒng)的詳細介紹，并充分肯定了該科學(xué)觀測系統(tǒng)對我國大氣科學(xué)研究的重大意義。
“倉庚于飛，熠耀其羽”，大載荷系留氣球大氣和氣象垂直觀測平臺的成功研發(fā)和穩(wěn)定運行，為大氣預(yù)測預(yù)報、污染預(yù)警和霧霾治理提供了一把新的解密鑰匙，是我國大氣環(huán)境科學(xué)研究大裝備的又一重要標(biāo)志性成果。上海市環(huán)境監(jiān)測中心的技術(shù)人員們，不畏艱辛，攻堅克難，為保障祖國的綠水藍天、建設(shè)生態(tài)家園貢獻自己的力量！