北京白癜风最正规的医院 http://www.csjkc.com/m/在新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情初期，大家普遍预计世界各地的卫星图像将显示，由于COVID-19全球大流行采取的封城措施，空气将变得更加清洁。但并非所有污染物都被排除在循环之外。对于空气细颗粒物（PM2.5）而言，研究人员通过美国国家航空航天局（NASA）的数据发现，当从太空观测时，气象学的变化模糊了封城信号。
来自美国圣路易斯华盛顿大学的访问学者梅兰妮·哈默（MelanieHammer）是这项研究的带头人，她表示：“凭直觉来说，大家会认为如果全面封城，我们将会看到戏剧性的重大变化，但我们其实并没有看到那么剧烈的变化。封城对PM2.5的影响不大，这有点令人惊讶。”
PM2.5是对空气中直径小于或等于2.5微米的固体或液体颗粒的总称，不易被鼻腔阻挡，也叫可入肺颗粒物。其来源可分为自然源和人为源，但最主要的来源是人为产生的。PM2.5的直径约为人的头发丝粗细的三十分之一，如此细小的颗粒，基本不会沉降，只会漂浮在空气中。当被吸入人体时，会增加心脏病发作、癌症和其他一系列对人类健康不良影响的风险。
根据NASA绘制的中国地图显示，中国北方地区的空气颗粒物污染加剧，而北京和东部沿海地区的空气颗粒物污染减轻。
年2月和年2月中国上空的PM2.5浓度变化，数据来源于卫星观测。
来源：NASA地球观测站
科学家们将NASA探测器采集的数据和地面监测数据以及创新计算机建模系统相结合，绘制了新冠肺炎疫情最初几个月期间，关于中国、欧洲和北美的PM2.5浓度地图。研究人员发现，最近几年PM2.5的季节性差异主要是由气象自然变化驱动，而并非由疫情期间的封城措施所驱动。
这项新研究于6月23日发表在《科学进展》（ScienceAdvances）期刊，研究整合了NASA地球观测系统（EOS）计划中的Terra和Aqua卫星的数据，以及NASA全球建模和同化办公室（GMAO）的气象建模输入。
该研究中分析的气象影响包括矿物粉尘来源的变化、大气污染物在阳光照射下的化学反应、混合和热传递，以及降水对大气污染物的清除。
PM2.5是研究起来最复杂的污染物之一，因为其颗粒大小、成分和毒性因其来源和环境条件而伴有巨大差异。
二氧化氮（NO2）在疫情封城期间的确显示大幅下降。二氧化氮是卡车、汽车和其他车辆燃料燃烧排放的主要副产品，其排放量的减少可以从太空和地面观测中发现。重度雾霾的图像曾经是各类新闻和社交媒体上的常态，现在大部分都变成了晴朗、蔚蓝的天空图像，这也表明，整体而言，COVID-19导致了所有污染物的大幅下降。
二氧化氮被排放至大气后，能够与大气中的其他化学物质相互作用，形成PM2.5。然而，这两种污染物之间并不存在线性关系。
由于PM2.5和二氧化氮的来源通常是相同的，研究人员也开始质疑封城措施是否导致了PM2.5的下降。
关于疫情初期PM2.5变化的研究中对来自地面监测点的数据进行了分析。哈默表示，由于地面监测点数量很少，而且各监测点之间相距甚远，仅凭这些监测数据无法拼凑出大气中PM2.5浓度的整体画面。
哈默说道：“我们最感兴趣的是研究PM2.5的变化，因为PM2.5是全球范围内导致过早死亡的首要环境风险因素。因此我们决定使用来自卫星的更完整的图像重新研究。”
这项研究由来自美国圣路易斯华盛顿大学的兰德尔·马丁（RandallMartin）共同牵头，他是整合建模和遥感研究大气污染物（如PM2.5）领域的先驱人物。
马丁表示：“世界上许多国家根本没有开展PM2.5监测，借助这些工具能够在全球或区域范围内深入了解近地面PM2.5浓度。”
为了确保全面的分析，该研究团队将重点放在拥有广泛地面监测系统的地区，并对年、年和年1月至4月的PM2.5的月度估计值进行了比较。
当研究人员在与每个地区封城阶段相吻合的几个月内比较了三年的PM2.5浓度时发现，北美或欧洲上空并没有太多明确的信号。与封城相关的最显著的差异出现在中国。
哈默表示：“我们发现最明显的可探测信号是华北平原上空的显著减少，那里正是实施最严格封城措施的集中区域。”
为了弄清楚究竟是不是封城导致了该信号，以及分布在所调查地区附近的几个较小的信号，该研究团队使用马丁团队帮助研发的一个化学传输模型GEOS-Chem进行了不同的“敏感性模拟”。
根据并排图像，中国PM2.5的观测值和对非封城期间排放浓度模拟值的对比，显示出非常相似的模式，即中国北方地区的PM2.5排放增加而中国东部地区PM2.5减少。
疫情封城期间，对中国因气象变化和人为源排放导致的PM2.5浓度变化进行的模拟。左图显示了-年交通领域排放保持不变，由气象变化导致的PM2.5浓度。右图结合了气象学的影响和50%的由于交通排放减少的PM2.5浓度。
来源：NASA地球观测站
他们模拟了一种情况，即二氧化氮的人为源排放保持不变，气象学的变化是关键封城月份的PM2.5同比差异的唯一原因。他们还模拟了另一种情况，减少了交通相关领域排放和其他人为二氧化氮来源，来反映封锁期间开车的人较少，运作的工业场地也较少的情况。
他们发现将气象学和交通影响都包括在内的模拟最接近真实世界的实际情况。
哈默表示：“解决PM2.5是一个非常复杂的问题，必须考虑到它的多种来源，而不仅仅是大街上的人变少了这一事实，仅降低交通领域排放将不足以说明问题的复杂性。”
大多数卫星通过横跨地面到空间边缘的垂直柱对大气进行采样。而识别近地面空气颗粒物的浓度，无法仅通过这些卫星来确定。
这项研究中使用的气溶胶光学厚度（aerosolopticaldepth）卫星数据，通过GEOS-Chem模型与近地面PM2.5浓度相结合。GEOS-Chem模型模拟了大气的成分，其不同成分之间的反应和关系，以及它们在空气中的水平和垂直移动方式。
NASA戈达德太空飞行中心的资深研究科学家，兼马里兰大学教授拉尔夫·A·卡恩（RalphA.Kahn）表示，该模型是一个复杂的工具，有助于描绘出更完整的空气质量图景。
卡恩也参与了这项研究，他表示：“更宏观的故事实际上是空气质量的全球特征，尤其是在没有地面监测站的地方。卫星提供了其中的一个重要部分，模型提供了其中的一个重要部分，而基于地面的测量也做出了重要贡献。”
哈默认为华北平原上空的PM2.5浓度的变化更明显，因为该地区在“正常”时期的空气污染程度更高。
研究中的新见解还强调了一个相关的观点，这个观点起初可能并不太直观，即北美和欧洲的平均PM2.5浓度一直在稳步下降。哈默表示，原本已经较低的污染浓度，更难以改变。
