2018年12月15日凌晨2點(diǎn)，上海市環(huán)境監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(zhù)零下8℃嚴寒，連續16小時(shí)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(xiàn)監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)組分和氣象參數垂直探空曲線(xiàn)出現在計算機屏幕上，標志著(zhù)以大載荷系留氣球垂直觀(guān)測平臺為核心的大邊界層污染加強觀(guān)測實(shí)驗在河北省望都縣全面啟動(dòng)。

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(shí)驗為國家重點(diǎn)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(diǎn)觀(guān)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)境監測總站、上海市環(huán)境監測中心、深圳市環(huán)境監測中心、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(shí)驗的大型系留氣球長(cháng)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wei一的一個(gè)民用大載荷大氣污染觀(guān)測平臺，艇上載有常規“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、黑炭和顆粒物計數等氣溶膠化學(xué)組分實(shí)時(shí)觀(guān)測儀器，同時(shí)還搭載有風(fēng)速、風(fēng)向，溫度、濕度、氣壓、三維湍流脈動(dòng)風(fēng)速脈動(dòng)溫度等氣象要素觀(guān)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(zhù)，硝酸鹽則高空傳輸和地面累積同步存在。

  自2012年以來(lái)，在上海市環(huán)境監測中心的帶領(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(huì )科技創(chuàng )新成果——安防氣球系統改造為適用于大氣環(huán)境科學(xué)研究的垂直觀(guān)測平臺，成為了一個(gè)懸置在邊界層空域中的高空大氣“超級站”。該系統于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(guān)測試驗研究。團隊連續攻克了高空與地面不間斷供電、數據實(shí)時(shí)傳輸、高穩定度在線(xiàn)大氣觀(guān)測掛架設計、大氣污染物和氣象多維度數據同步集成、倒掛式顆粒物采樣氣路設計等多重技術(shù)難關(guān)，逐步探索和形成了一套以數值模型預報為指導、地基觀(guān)測設備實(shí)時(shí)配套的近低空大氣垂直科學(xué)觀(guān)測方案，成功實(shí)現了在邊界層高度的大氣污染物的定點(diǎn)定時(shí)觀(guān)測，彌補了在大氣邊界層高度長(cháng)時(shí)間連續穩定觀(guān)測的空白，為我國區域復合型大氣污染成因和傳輸影響研究提供了一個(gè)全新的高空觀(guān)測技術(shù)手段。

  本次在京津冀地區開(kāi)展的規模較大的多平臺、多要素大氣邊界層綜合觀(guān)測試驗，是上海市環(huán)境監測中心將該系統成功移植到京津冀地區，將獲得冬季重污染期間點(diǎn)面結合、三維立體的大氣污染垂直分布信息。系留氣球垂直觀(guān)測平臺所獲得的寶貴的手高空邊界層內的污染物和氣象參數的原位觀(guān)測資料，將為不同大氣污染探測設備的對比校驗、數據質(zhì)量控制、數據融合和歸一化、標準化研究，以及大氣污染模式的發(fā)展提供幫助。該實(shí)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(zhuān)家專(zhuān)程趕赴望都實(shí)驗現場(chǎng)指導，聽(tīng)取課題負責人霍俊濤工程師關(guān)于氣球垂直觀(guān)測系統的詳細介紹，并充分肯定了該科學(xué)觀(guān)測系統對我國大氣科學(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(guān)測平臺的成功研發(fā)和穩定運行，為大氣預測預報、污染預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志性成果。上海市環(huán)境監測中心的技術(shù)人員們，不畏艱辛，攻堅克難，為保障祖國的綠水藍天、建設生態(tài)家園貢獻自己的力量！