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　　【仪器网 能源环境】上天入地下海，曾经只能在奇幻题材作品当中描摹的画面，如今正在一点一点为人类所实现。譬如，过年期间上映的国产科幻电影《流浪地球》铺设了一个宏伟的不可能计划：带着地球逃离太阳系。然而，一段在建规模大的水电站——白鹤滩水电站的视频，却令网友不得不惊呼：《流浪地球》中的发动机和地下城真的能造出来！
 

 

世界地球日(大气篇)
 

　　当然，《流浪地球》所表现的并非只有人类非凡的创造力，更多的是对地球未来发展问题的探讨。虽然电影中描述的太阳毁灭现象目前还不可能出现，但是气候变暖、臭氧空洞、海洋污染、淡水短缺、生物锐减等等由人类活动引起的一系列环境问题，正在疯狂破坏我们的地球家园。尽管很多环境问题依然严峻，但是人类上天入地下海的本领越来越强，越来越多难题得以攻克。作为保护环境的重要技术工具，科学仪器功不可没。今天是2019年4月22日，正值第50个世界地球日，不妨跟着小编来看看，科学仪器究竟是如何“上天入地下海”，保护赖以生存的“小破球”。
 

　　在《流浪地球》中，观影者印象深刻的场景可能就是主角走出地下城看到的世界，也就是现在人们所居住的地球表层。曾经熟悉的东方明珠塔被冰川覆盖，浩渺无边的江河湖海变成了一片冰原，无数未能进入地下城的人被冻结在了深深的冰层之下。然而，类似的极寒天气却在电影上映的同时，发生在了太平洋彼岸。美国部分地区低气温骤降至零下50多度，密歇根湖冻成冰海，尼亚加拉大瀑布被冻住，芝加哥渡轮成了破冰船……这种由气候变暖和大气污染导致的天气已经不再罕见。
 

　　为了挽救大气环境，人们根据地面大气监测、卫星遥感、气象观测提供的数据，成功制定出一系列行之有效的大气污染防治计划。虽然我国环境监测仪行业起步较晚，国内技术基础相对薄弱，但是随着市场需求的大幅增长，国产环境监测仪器迎来了高速发展。尤其是在色谱、质谱、电化学等分析技术以及人工智能、大数据等新兴技术的合力推动下，环境监测领域卓有成效。
 

　　作为这片领域当中的重要分支，大气监测仪器的技术含量也大有提升。从采集大气污染物的采样器、采样仪，到实时观测大气环境的空气质量自动监测系统，再到分析污染物成分的气体分析仪，各类大气监测仪器都在发挥着重要作用。不过，目前大气环境监测依然以人工采样和实验室分析为主，未来有待于向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展。单纯的地面大气监测也将逐渐与遥感监测相结合，扩展监测领域。
 

　　没错，遥感监测就是上文提及的卫星遥感，即通过航空或卫星等收集环境的电磁波信息对远离的环境目标进行监测识别环境质量状况的技术。相比于以近地分布为主的地面环境监测，遥感监测对于环境信息的获取更为快速和全面。目前，国内已经发射了多颗卫星用于遥感监测，主要包括气溶胶及颗粒污染物、污染气体、温室气体、大气辐射等方面的研究。去年发射上空的高分五号卫星就搭载了三台用于遥感监测的大气探测载荷。这三台载荷分别为大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)、大气主要温室气体监测仪(GMI)和大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)，能够承担污染气体、温室气体和颗粒物污染的观测任务。
 

　　此外，气象观测也是大气环境监测的重要数据来源。目前，除了自动气象站、自动雨量站、百叶箱、温湿度记录仪等地面气象观测仪器，科研人员还发明了探空仪、天气雷达等高空气象探测仪，对大气环境进行多方位监测。以雷达为例，近期通过科技部验收的“大气细粒子与臭氧时空探测激光雷达系统研制与应用示范”项目，就是将激光雷达技术应用于大气环境实时监测。未来，气象观测还将继续通过各类气象仪器，为大气污染趋势分析与大气环境评估、提出控制污染方案、研究大气污染规律和开展大气物理科学研究提供科学依据。
 

　　小结：昔年蓝天白云、碧水浩荡、绿野茵茵，今日雾霾围城、垃圾遍海、寸草难生。等到地球上后一片净土被污染之后再去反省自己的行为，不如从现在做起，用科技手段来改善地球环境。下一篇，小编将从土壤环境入手，继续介绍科学仪器在地球环境保护方面的应用。