山外青山楼外楼，故乡雾霾几时休。这个冬天大家最关心的是什么?雾霾！近日，我国多地雾霾频发，京津冀及周边地区再成“重灾区”。一声声预警的拉响，抗霾大战一触即发。上到政府限行，限排，关停企业，产业、能源转型，下至老百姓口罩，净化器，绿色出行，检查开车姿势。这场全民“抗战”轰轰烈烈展开。
关于雾霾的起源我们无从追溯，印象中近几年才知晓这个名词。或许之前有，但不曾引起关注或单纯的以为是雾。而这一切，在NASA光谱仪下却无所遁形。
图片源于NASA
这是2001年NASA光谱仪拍摄的华北地区，当时仅为一大批气溶胶污染。直到2015年，北京对空气污染发出了第一次“红色预警”。雾霾已从北京向西南延伸了数百公里，至陕西西安附近的关中平原低洼地区。正如雾霾的形成，它的治理也是个长久的过程。在一片焦虑声中，人们不禁问，能否像预报天气一样预测雾霾?
天罗地网捕雾霾
事实上，在天气预测背后一直有一群神秘的家族。他们监测着全球变化无常的风云雨雪，阴晴冷暖，他们就是气象卫星。其中风云三号卫星搭载了紫外、可见、红外、微波等多谱段的12个遥感仪器，可监测大气温度、湿度、云和气溶胶、大气成分、陆表、海表等55种领域状况，雾霾监测便可通过他实现。2016年末，风云四号升空，其携带的高光谱分辨率成像仪观测资料可以反演大气气溶胶光学厚度，监测雾霾的时空变化。
同样在2016年末，我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星也发射成功，搭载了一台高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪和多谱段云与气溶胶探测仪，可以测量云、大气颗粒物等辅助信息，为研究PM2.5等大气污染(雾霾)成因提供重要数据支撑。
天罗有了，地网也不能少。2015年中科院就在全国布设由40个站(点)组成的大气质量联合观测网;在京津冀则建立了由16个国际标准空气质量观测站组成的地面监测网。
光谱仪器来助力
早在2014年初，兰州大学教授黄建平带领科研团队研制出我国首个多波段拉曼-荧光激光雷达系统。该系统不仅可用于探测不同高度的雾霾变化数据及预警，还可用于卫星数据校正、医疗气象观测等领域，是我国全球气候变化、空间环境监测等领域都急需的技术。“仪器行业的实力决定一个国家的工业水平。”禾赛科技CEO李一帆说道。2015年，李一帆和他的团队研发出雾霾等大气环境监测的气体分析仪器，将使用激光吸收光谱的仪器成本降到现有仪器的十分之一，精度又为传统仪器的1000倍以上。希望通过低成本高精度的仪器改善人们生活环境。
雾霾如何预报
环境气象中心预报员请中央气象台首席值班预报员把关预报结论中国环境监测总站环境质量预报预警中心表示，目前采用的是数值预报结合客观订正的方法。通过气象观测站和卫星遥感采集数据，再将数据输入预报系统(例如研发的雾、霾及空气污染气象条件的数值预报系统和中国雾霾数值预报系统)得出结果再在研判与会商后进一步修订预报结论，“尘埃落定”后值班预报员会对外签发相关预报产品。
不过由于雾霾形成的复杂性，随时受排污源头改变的影响，同时也需更高精度的新型遥感仪器来实现，我国很多城市尚未具备关于雾霾的数值预报能力。希望在早日完善预报机制，实现雾霾预报。当然更重要的是减少雾霾天气，真正还人民一片自由呼吸的天空。
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原标题：天罗地网捕雾霾 科学仪器来助力
