大氣污染、新冠疫情、經濟活動_風聞

二氧化氮(NO2)是大氣中一種重要的污染物，源於交通和工業過程中化石燃料的高温燃燒，汽車尾氣、鍋爐廢氣裏面就有它。處於工業化進程中的中國的NO2濃度是較高的。二氧化氮是一種温室氣體，其濃度過高會刺激呼吸道，對民眾身體健康不利。但是二氧化氮又是社會經濟活動的直接產物，因此它的短期變化可以從側面表明國家經濟運行的強弱轉化。

首先來看幾張通過衞星遙感觀測到的2020年1-3月中國上空的二氧化氮(NO2)分佈圖（為了構圖簡潔省略了南海部分）。

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

把這9張圖穿在一起形成一個時間序列的動圖

中國1-3月10天間隔大氣NO2分佈時序

可以看到1月下旬開始中國上空的二氧化氮的濃度顯著下降，是斷崖式的下跌，2月上旬達到最低（春節延展到2月10日），之後開始逐步反彈，而3月中旬已經回到比較正常的水準。幾個重點經濟區中長三角的恢復程度較高，而珠三角較弱，這可能與珠三角更加依賴外來勞動力的緣故。

再把整個中國二氧化氮濃度求一個平均，製作成一條曲線，可以更加定量化的説明問題。

2020年1-3月中國平均NO2濃度變化

因為疫情導致的經濟活動停擺，讓空氣污染物濃度下降如此多，從另外一個方面也説明我們的汽車、鍋爐的排放還需要持續改善。

此外還有一家外國公司計算了從2019年以來5天平均的中國二氧化氮濃度的曲線。

2019年至今的大氣二氧化氮濃度5日平均分佈

2019年的春節也是下降的，但是下降的幅度有限，但是很快就回到高點，而2020年的回升是很平緩的。而且從這張圖上可以看出2020年初的峯值是要比2019年初低不少的，説明中國的大氣治理還是有一定成效的。

無獨有偶，意大利北部也是歐洲大氣污染問題比較多的區域，我們來看看它的情況。

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

把這9張圖穿在一起形成一個時間序列的動圖

歐洲1-3月10天間隔大氣NO2分佈時序

可以看到意大利北部的米蘭周邊的NO2分佈在3月上旬開始急劇收縮，西班牙中部的馬德里也有這樣的現象，這和兩國進入新冠疫情封國基本同步。

2020年1-3月意大利平均NO2濃度變化

以上圖像是我們小組在歐空局哥白尼計劃的哨兵-5P衞星上搭載的對流層監控儀獲取的數據的基礎上合成的。

哨兵-5P衞星於2017年10月發射，其任務是繪製全球多種空氣污染物的地圖。這顆衞星搭載了世界上迄今為止最先進的一種傳感器：TROPOMI(TROPOspheric Monitoring Instrument)即對流層監控儀。這種最先進的儀器檢測大氣氣體的獨特指紋，以比以往更準確、更高的空間分辨率成像大氣污染物。

Sentinel-5P衞星

Sentinel-5P（低軌）、Sentinel-4（地球靜止軌道）、和Sentinel-5（低軌）三個任務將用於哥白尼計劃大氣層服務，主要執行大氣成分監測任務。Sentinel-5P任務的目標是在2015~2020年之間提供大氣成分監測數據。隨後的繼任者是Sentinel-5，計劃於2020年發射。

Tropomi儀器的空間分辨率為3.5 x 7公里，而之前NASA的Aura任務中使用的臭氧監測儀器的分辨率為24×13公里，Tropomi將分辨率提高了好幾倍。這對於提高我們對不同經濟部門如何促進氮氧化物總體排放的認識非常有價值。

歐空局的哥白尼計劃發射的哨兵衞星家族是向全球提供公益性服務的，有多種渠道可以獲取相關衞星的數據資源，已經成為地球研究的一大助力。

高分五號結構圖

中國目前也研製了大氣探測的相關衞星和傳感器，比如去年發射的高分專項的高分五號，但是目前從數據質量上來説還處於追趕階段。我作為科研人員，也期待能從高五身上挖掘出有趣的發現。