NASA发布全球污染颗粒浓度地图(中国情况最为严重)

为了弥补地表PM2.5测量手段的缺失，环境学专家希望利用卫星来提供一个地球全景图。然而，卫星仪器通常很难实现近地面空气中细颗粒物的精确测量。问题就在于：大多数卫星仪器无法将那些浮于地表的和悬于大气层中的细颗粒物区分清楚。此外，云层也会遮挡卫星仪器的视角。还有明亮的陆地表面，诸如雪地，沙漠，和城市的一些中心区域，这些也极大妨碍了卫星仪器的观测。

然而，今年夏天，卫星的观测视野略微变得清晰。因此，最新一期《环境健康展望(Environmental Health Perspectives)》杂志得以发表首张PM2.5长期观测的全球地图。加拿大研究人员，来自达尔豪斯大学(Dalhousie University，该学校位于美丽的海港城市–哈里法斯，新斯科舍省)的Aaron van Donkelaar和Randall Martin将两台NASA卫星仪器监测仪器得到的气溶胶总量相加，并且与电脑模型计算出的气溶胶垂直分布量结合在一起，制作出了这张地图。

Credit: Dalhousie University, Aaron van Donkelaar" href="http://www.nasa.gov/images/content/483897main_Global-PM2.5-map.JPG"> 

　　　　　　　【图中：颜色由深蓝，浅蓝，到黄色，暗红，代表着PM2.5的浓度越来越高】

他们的地图，显示了2001年至2006年PM2.5的平均值。它为这种危害人类健康的细颗粒物研究，提供了一个迄今为止最全面的看法。然而，相对那些早已建立了完善地面监测网络的发达地区，这项新混合技术并没有给它们带来更为精确的污染指数测量结果。

不过，这张地图首次给一些发展中国家提供了PM2.5卫星测量数据，这些国家还从未有过对其空气污染水平的评估。

该图显示，从北非撒哈拉沙漠一直延伸到东亚的一大片区域，PM2.5污染指数相当严重。结合人口密度考量，它表明，全世界超过80%的人口正在呼吸着严重污染的空气，污染指数甚至超过了世界卫生组织给出的最小安全值，即每立方米10微克。美国PM2.5水平相对较低，不过中西部和东部一些中心区域的污染，依然清晰可见。

“我们还要继续完善这张地图，但它已经是一个了不起的飞跃，”该地图的缔造者之一，大气科学家马丁说道：“对于那些没有能力进行地表测量的地区，我们希望这些数据对他们能有所裨益。”

PM2.5健康影响的探讨

让我们深吸一口气。就算空气看起来纯净透明，可以肯定的是，你已经吸入了数以百万计的PM2.5颗粒。虽然这种颗粒人的肉眼不可见，但它在地球的大气层中却无处不在，而且它们的生成机制有自然因素，也有人为因素。研究人员仍在努力量化PM2.5自然与人为产生因素的精确百分比，显而易见的是，这两种来源都对新地图中的那些热点区域起到了推波助澜的作用。

比如说，大风在阿拉伯和撒哈拉沙漠区域卷起了大量沙尘。而在许多高度城市化的地区，比如中国东部和印度北部，有很多没有安装使用过滤装置的发电厂和工厂，它们在燃烧煤的过程中，产生了盈千累万的硫酸盐和烟尘微粒。机动车尾气也制造出相当多数量的硝酸盐和其他微粒。此外，还有农作物废弃物焚烧和柴油发动机燃烧产生的煤烟颗粒，科学家们称之为黑碳物质。

美国杨百翰大学的教授，流行病学家，及该领域世界领先的专家之一Arden Pope为我们解释道，城市空气中，人为产生的颗粒往往占据主导地位。人们天天呼吸着这些空气，同时这些粒子也让医学专家最为头疼。这是因为，较小的PM2.5颗粒可以穿透人体呼吸道的防御毛发状结构，也就是鼻腔中的鼻纤毛。这些鼻纤毛在人体结构中起到一个相当不错的，筛选较大颗粒的作用。

一些细小的颗粒能深达人体肺部，有些超细颗粒甚至可以渗透进血液，从而引发人体整个范围的疾病，包括哮喘，心血管疾病，支气管炎，等等等等。美国心脏协会估计，仅在美国，被PM2.5颗粒污染的空气就导致每年约60,000人死亡。

虽然我们已经知道，PM2.5是一类可以造成人类健康隐患的粒子，研究者们还未成功地筛选出，该为此负责任的特定类型粒子。Pope教授谈道：“哪些类型的粒子对人体最为有害，关于这个问题人们仍在争论不休，我们暂时还不明了，最具危害性的，到底是硫酸盐，硝酸盐，还是细微粉尘颗粒。“

现有的最大症结是：PM2.5中各种颗粒混杂，而且经常还产生新的混合粒子，卫星仪器和地面监测仪器很难去辨别解析出其中的单个粒子。

卫星技术引导PM2.5研究的未来

对于试图解决这一问题，和PM2.5其他未解谜团的研究者而言，这张新的地图，以及围绕它的相关研究，都将在未来引导他们的研究方向。比如，最基本的问题：全球各地，空气污染危及健康的具体人数到底是多少？ 马丁说：“我们可以清楚地看到，为数不少的人们暴露在高浓度悬浮颗粒环境中，不过，到目前为止，还没有人去研究这在人类死亡和疾病中的关系。流行病学主要关注的还是发达国家，比如北美和欧洲。”

现在，有了这张地图和一些相关数据，流行病学家可以开始着手研究长期暴露在高浓度微粒的环境中，会给人类健康造成何种影响。尤其是，亚洲那些快速发展的城市，和北非一些沙尘区域，此项研究一向匮乏。这些新的信息对于美国或西欧一些地区也将大有裨益，那些区域长久以来都使用地表探测器的结果作为衡量空气质量的标准。

研究人员从多个仪器中采集数据，有装载在Terra卫星上的多角度成像光谱仪(MISR)，还有Aqua和Terra卫星上的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)，此外，他们还使用一种化学输送模型，也即GEOS-Chem技术来绘制这张新地图。

然而，制作这张地图的研究人员强调，我们并不能从此地图得出关于全球各地区PM2.5的排放量水平的结论。来自马里兰州NASA戈达德航天中心(Goddard Space Flight Center)，且参与发布这份报告的遥感专家Ralph Kahn对此进行了详细解释，尽管研究人员Aaron van Donkelaar通过应用数据融合技术，给我们提供了一个更为清晰的细微颗粒全球视野，可是，对于某些区域来讲，不确定的因素可能使它们的PM2.5预估值偏低了25%或更多。

为了提高对悬浮颗粒的了解，NASA的科学家们计划参加一系列的现场活动，以及众多的卫星飞行任务。以NASA戈达德航天中心为例，中心管理人员正致力于加强和扩大一个名为AERONET的全球网络，该网络将所有的地表颗粒监测器紧密相连。此外，今年的晚些时候，来自纽约戈达德太空研究所（GISS）的科学家们也将着手分析从Glory卫星接收到的第一份数据。该卫星携带了一种创新性仪器—偏光仪，它可以采用新的方式去测量细微颗粒特性，实现对现有空间气溶胶技术测量仪器的互补。

戈达德地球科学技术中心主管Raymond Hoff坦言：“要实现利用卫星技术测量空气污染的全部潜能，我们还有很多工作要做。”他最近在《空气与废物管理协会》学术期刊中发表了一系列详实论述,然后，他补充说道：“但是，这已经是我们迈出的重要一步。”