大气污染、新冠疫情、经济活动_风闻

二氧化氮(NO2)是大气中一种重要的污染物，源于交通和工业过程中化石燃料的高温燃烧，汽车尾气、锅炉废气里面就有它。处于工业化进程中的中国的NO2浓度是较高的。二氧化氮是一种温室气体，其浓度过高会刺激呼吸道，对民众身体健康不利。但是二氧化氮又是社会经济活动的直接产物，因此它的短期变化可以从侧面表明国家经济运行的强弱转化。

首先来看几张通过卫星遥感观测到的2020年1-3月中国上空的二氧化氮(NO2)分布图（为了构图简洁省略了南海部分）。

1月上旬

1月中旬

1月下旬

2月上旬

2月中旬

2月下旬

3月上旬

3月中旬

3月下旬

把这9张图穿在一起形成一个时间序列的动图

中国1-3月10天间隔大气NO2分布时序

可以看到1月下旬开始中国上空的二氧化氮的浓度显著下降，是断崖式的下跌，2月上旬达到最低（春节延展到2月10日），之后开始逐步反弹，而3月中旬已经回到比较正常的水准。几个重点经济区中长三角的恢复程度较高，而珠三角较弱，这可能与珠三角更加依赖外来劳动力的缘故。

再把整个中国二氧化氮浓度求一个平均，制作成一条曲线，可以更加定量化的说明问题。

2020年1-3月中国平均NO2浓度变化

因为疫情导致的经济活动停摆，让空气污染物浓度下降如此多，从另外一个方面也说明我们的汽车、锅炉的排放还需要持续改善。

此外还有一家外国公司计算了从2019年以来5天平均的中国二氧化氮浓度的曲线。

2019年至今的大气二氧化氮浓度5日平均分布

2019年的春节也是下降的，但是下降的幅度有限，但是很快就回到高点，而2020年的回升是很平缓的。而且从这张图上可以看出2020年初的峰值是要比2019年初低不少的，说明中国的大气治理还是有一定成效的。

无独有偶，意大利北部也是欧洲大气污染问题比较多的区域，我们来看看它的情况。

1月上旬

1月中旬

1月下旬

2月上旬

2月中旬

2月下旬

3月上旬

3月上旬

3月下旬

把这9张图穿在一起形成一个时间序列的动图

欧洲1-3月10天间隔大气NO2分布时序

可以看到意大利北部的米兰周边的NO2分布在3月上旬开始急剧收缩，西班牙中部的马德里也有这样的现象，这和两国进入新冠疫情封国基本同步。

2020年1-3月意大利平均NO2浓度变化

以上图像是我们小组在欧空局哥白尼计划的哨兵-5P卫星上搭载的对流层监控仪获取的数据的基础上合成的。

哨兵-5P卫星于2017年10月发射，其任务是绘制全球多种空气污染物的地图。这颗卫星搭载了世界上迄今为止最先进的一种传感器：TROPOMI(TROPOspheric Monitoring Instrument)即对流层监控仪。这种最先进的仪器检测大气气体的独特指纹，以比以往更准确、更高的空间分辨率成像大气污染物。

Sentinel-5P卫星

Sentinel-5P（低轨）、Sentinel-4（地球静止轨道）、和Sentinel-5（低轨）三个任务将用于哥白尼计划大气层服务，主要执行大气成分监测任务。Sentinel-5P任务的目标是在2015~2020年之间提供大气成分监测数据。随后的继任者是Sentinel-5，计划于2020年发射。

Tropomi仪器的空间分辨率为3.5 x 7公里，而之前NASA的Aura任务中使用的臭氧监测仪器的分辨率为24×13公里，Tropomi将分辨率提高了好几倍。这对于提高我们对不同经济部门如何促进氮氧化物总体排放的认识非常有价值。

欧空局的哥白尼计划发射的哨兵卫星家族是向全球提供公益性服务的，有多种渠道可以获取相关卫星的数据资源，已经成为地球研究的一大助力。

高分五号结构图

中国目前也研制了大气探测的相关卫星和传感器，比如去年发射的高分专项的高分五号，但是目前从数据质量上来说还处于追赶阶段。我作为科研人员，也期待能从高五身上挖掘出有趣的发现。