试论遥感FTIR在大气环境监测中的新发展

王实

【摘要】拥有高分辨率与高灵敏性的遥感FTIR技术是目前社会上对大气环境监测的主要方式，目前为止，傅氏转换红外线光谱分析仪得到环境监测部门的青睐，能够精准地对大气中特殊气体进行監测及分析。接下来，让我们一起来了解一下遥感FTIR技术的优势及其应用，揭开遥感FTIR技术神秘的面纱。

【关键词】遥感FTIR技术；大气环境监测；新发展；

近年来，雾霾、PM2.5等这些关于大气污染的名词逐渐成为人们茶余饭后的小谈资，当人们津津乐道的同时，也不得不让我们深思。大气污染随着我国经济的发展而变得更为严重，大气污染中难以监测的物质也在不断增加，严重破坏我们赖以生存的地球环境，严重威胁到我们的健康。因此，运用有效的技术提高对大气环境的监测迫在眉睫。遥感FTIR的出现，以其本身的高分辨率与高灵敏性的特点解决了许多在监测方面的问题，为环境监测部门的工作节约了不少的时间，也为我们的生活增添了一层保证。

一、简述遥感FTIR的优势

FTIR是傅里叶转换红外线光谱分析仪的缩写，是利用红外线光谱经傅里叶转换之后对杂质浓度进行分析的分析仪器。

遥感FTIR技术的出现打破了传统环境监测部门对大气环境监测时的定点取样法，这种传统的监测方法不仅不利于大范围的环境进行监测，而且还需要对能够监测的小部分的环境进行取样，步骤繁多、冗杂，而且效果没有预期好。而遥感FTIR技术本身具有远距离的监测功能，可以24小时不间断地进行监测，超越传统定点取样的范围与工作时间，还可以减少传统取样时的繁琐的步骤。遥感FTIR技术为环境监测部门减少了工作的步骤，节约了工作的时间。

不仅如此，遥感FTI技术R还不会挑剔需要监测的区域面积。不仅可以监测地面与高空的大气环境，还能比传统监测方法更为精确，数据更加齐全。与此同时，遥感FTIR技术的高灵敏性与高分辨率的特点，使得大气中难以监测或者不容易分辨的物质能够很轻易地监测并且分析出来，得出齐全的数据以便工作人员的整理。

上述简述了遥感FTIR技术监测的优势，很明显地可以让我们看出环境监测部门对遥感FTIR技术的喜爱。正由于遥感FTIR技术本身具有的优势，得到广大科研人员的支持，使得其在我国的运用越来越广泛。

二、简述遥感FTIR技术在大气环境监测中的运用

遥感FTIR技术中加入了化学计量学的运用，采用了经典的最小二乘法，对大气中的污染物以及特殊混合物进行定量的分析，能够最精确地帮助遥感FTIR技术对污染物的鉴定与解析。于此同时，遥感FTIR技术与WA信号相联系，可以减少甚至消除遥感FTIR技术光谱图中的噪音干扰，对特殊物质进行更精确的捕捉与定位。

2.1监测大气中气溶胶含量

对于气溶胶的含义，我们可以用雾、烟、尘等这些简单并为我们熟知的物质来对其定义进行说明。一般情况下，地面上的气溶胶无法被监测到，但是遥感FTIR技术对这一大缺憾进行了突破。遥感FTIR技术可以对大气中的气溶胶进行精准的测量，无论是在高空还是地面，都逃不过遥感FTIR技术的“法眼”，有效地弥补了传统监测方法的缺点，扩大了环境监控的范围。

例如，在二十世纪八十年代，我国首次对北京地区的气溶胶的厚度进行了监测，从地面到高空，气溶胶都可以被监测到，并且得到了比较精准的数据，也证明了一个观点：气溶胶的含量与空气污染有着密切的联系。

2.2监测臭氧层

遥感FTIR技术对臭氧的监控与臭氧图的形成时间相一致，也可以说是因为遥感FTIR技术的出现，才让人们看到了臭氧层的分布范围图。

臭氧层指的是大气中臭氧浓度较高的部分，存在与大气的平流层，可以吸收紫外线，对地球有保护作用。然而工业革命之后环境污染的日益严重状况，特别是现代工业的发展，对经济的追求，以致忽视了环境的保护，对臭氧的破坏也是与日俱增。

因此，对于臭氧的监控迫在眉睫。而遥感FTIR技术的出现，可以更好地利用卫星监控并且得出臭氧分布的精确分布，从而帮助人们对臭氧空洞地带进行污染治理，防止臭氧空洞进一步的扩大。

2.3监测有害气体

对有害气体的监测，遥感FTIR通常采用间接分析的方法。通过对需要监测地区的植被或者土壤反射出来的红外线进行分析研究，从而得出该区域大气污染的程度及范围。因为当植物和土壤被污染之后，其本身反射红外线的程度就会大大减弱，进而使用遥感FTIR技术对这些反射光线进行分析研究，间接得出该地区污染的程度。

三、简述遥感FTIR在大气环境监测中的新发展

3.1被动式遥感FTIR技术的应用

被动式遥感FTIR技术的出现是奠定在遥感FTIR技术的基础上的。

遥感FTIR技术在近年来一直得到国内许多专家的推崇，在大气环境监测中的应用渐趋扩大，由上述遥感FTIR技术对大气监测的应用来看，我国科研人员对遥感FTIR的技术的掌握逐步成熟。因此，被动式遥感FTIR开始慢慢出现在科研专家的视线中。

很多科研学家发现被动式遥感FTIR技术可以弥补遥感FTIR技术的一些缺点。譬如，被动式遥感FTIR技术可以通过物体放射出的红外线辐射的物理与化学特点，从而确定该地区大气的污染程度与污染范围。此运用可以参照“遥感FTIR技术在大气环境监测中的运用”中第三点，对于有害气体的监测，采用的是间接性的遥感FTIR技术，也就是本节所提到的被动式遥感FTIR技术。

被动式遥感FTIR技术主要是针对需要监测地区的背景条件缺乏的情况下，根据监测地区的植被、土壤等有机物反射出来的红外线辐射来判定该地区的污染信息，对污染的程度及污染的范围得出比较精确的数据。被动式遥感FTIR技术为遥感FTIR技术进行了补充，真正使遥感FTIR技术做到了随时随地，快速地，精确地，不受干扰地进行环境监测，帮助监测部门更好地完成监测工作。

3.2测定大气VOCs空间浓度分布

VOCs是指挥发性有機物，或者又被称为是能参与大气光化学反应的有机化合物。室内的建筑材料、油漆、还有人体排泄物等都是室内可挥发性有机化合物的主要来源，与室内甲醛的来源非常相像。

当然，可挥发性有机化合物的危害与甲醛也很是相像。倘若室内有挥发性有机化合物，加之于人们长期居住的话，便会会损害人体肝脏，或是神经系统等，严重危害人体健康。

因此，对大气中VOCs浓度的监测也是非常重要的。为此，早在二十世纪九十年代，人们把遥感FTIR技术与CT技术进行了融合，虽然目前CT技术普遍使用于医学上，是一种成像技术，但是CT技术与遥感FTIR技术的结合却在比应用于医学更早的时候，用于帮助遥感FTIR技术共同监测大气情况。

与其同时，为了使遥感FTIR技术与CT技术更好的结合起来，科研专家还引入了光路，使得CT中的重构算法与光路更好地结合起来，有助于实现对一维跟二维空间的监测，一维重构结合光路可以监测出污染物在某个空间范围内的分布情况与浓度情况，二维空间的测定是在光路的帮助下，运用简单的计算模型把大气中的污染物测定出来。这样子的结合有助于实现对室内环境与室外环境的共同监测，消除监测的屏障，提高监测的有效范围。

结语

本文主要对遥感FTIR技术在大气环境监测中的应用与发展作了简明的阐述。虽然遥感FTIR技术跟传统的大气监测方法相比，遥感FTIR技术的优势远远大于传统的大气监测方法，但是由于我国引进遥感FTIR技术的时间比较短，所以对于此监测方法的掌握远远不够，需要加强对此技术的探讨，进行更深入的研究，才能真正把握遥感FTIR技术。就我国科研工作以及在科技方面取得的成就而言，相信我国对遥感FTIR技术的掌握是指日可待的，必定会将此大气监测方法在环境监测部门大力推广，使得其物尽其用。

参考文献：

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