尹詩敏
2013 年，霧霾天氣發生頻率之高、影響範圍之廣、程度之重前所未有。“ 霾”這個原本生僻的字也變成了街頭巷尾熱議的話題。但對於科學家而言，造成這種現象的大氣氣溶膠算是他們的“老朋友”了。
恰逢航天日，正好來談談衛星。衛星，作為大範圍監測的重要手段，在區域霾監測上是不可或缺的“ 利器”。早期，衛星是沒有能力去定量化監測氣溶膠的。因為氣溶膠的信號非常弱，通常其散射的太陽光還不到地面反射的幾分之一。就反演誤差而言，對沙塵來說是1%，到氣溶膠這邊可能就達到了10%以上。另一方面，氣溶膠影響主要集中在反射波段，對紅外波段的貢獻不明顯，而此前衛星通道較少，不具備精確的定量監測能力。
機會出現在2008 年我國第二代極軌氣象衛星“風雲三號”A 星的成功發射。以此為契機，國家衛星氣象中心的科研工作者用它繪製了屬於國產衛星監測的氣
溶膠產品分佈圖。在2016 年末，隨著我國新一代靜止氣象衛星“風雲四號”A 星來到太空，靜止衛星的光譜通道大大增加，氣溶膠監測也進入“連拍時代”。
靜止衛星時間分辨率高，可以監測霾的動態變化。比如大風來襲，霾開始消散的時候，或者光照增強，霧向霾轉變的時候，靜止氣象衛星都能可以捕捉到。而極軌氣象衛星離地面更近，空間分辨率更高，“照片”也更為真實，而且可以進行全球監測，對全球氣候政策制定具有重要意義。
在邊界層以內，我們感受到的霾和衛星捕捉到的氣溶膠非常神似，都是灰濛濛的。但有的氣溶膠只有衛星才能看到，比如1991 年帕拉圖波火山爆發，氣溶膠直接到了平流層。幾年過去了，有的氣溶膠還在平流層“轉悠”，這整個過程都被衛星記錄了下來。
目前，衛星除了能定性“看”氣溶膠，還能定量圈出它的範圍，指出它的強度。在它們的幫助下，未來科學家將能做出更準確的霾預報和氣候預測。
中國氣象局
大致可以。。。
目前我們監測霧和霾的氣象衛星，用到了兩類衛星，一類是極軌氣象衛星，也就是太陽同步衛星或者叫低軌衛星，每天觀測全球一次；另外一類是靜止氣象衛星，也就是地球同步衛星或者叫高軌衛星，可以每小時，或者每分鐘，甚至可以秒級觀測衛星正對的地球圓盤圖，也就是三分之一個地球。
氣象衛星被形象地稱為“天眼”，指的是衛星在天上看地球時就和人的眼睛看到一樣，衛星直接看到的霾的圖像就是灰濛濛的一片，而云在衛星眼裡就是白色的。
衛星除了可以像眼睛一樣看到圖像，還可以像醫生給人體做CT一樣，根據太陽光穿透大氣層後被吸收或者散射削弱的信號，通過科技人員的解譯，可以得到霾的輕重信息。我們為了讓公眾可以直觀地看到，賦予不同輕重霾汙染不同的顏色還有相應的數字信息，這樣就可以便捷地分清霾的輕重了。
隨著衛星探測手段的不斷提升，目前我們利用衛星上搭載的主動激光雷達，可以獲得雲、霧和霾的高度信息以及含量信息。
對於霾的成分，目前衛星只探測到覆蓋的範圍和輕重等級，還沒有霾的化學成分信息，但在2018年我國將發射一顆高光譜觀測衛星，預計5年後還會發射一顆專門的大氣環境監測衛星，上面將搭載特殊的偏振和多角度的儀器，可以獲取霾顆粒物中不同粒子的大小以及主要幾類化學成分的信息，比如是硫酸鹽型的顆粒物還是硝酸鹽型的顆粒物等。
對於專業研究來說，簡單的衛星成像結果並不足以提供足夠的信息量，更重要的是利用衛星對大氣汙染物的定量監測結果，除了大家一目瞭然可以看到的衛星霧霾監測圖像外，衛星還具備了對大氣層進行“CT檢測”的功能，可以獲取大氣中的氣溶膠光學厚度，還可以獲得看不見摸不著的汙染氣體，比如二氧化氮、二氧化硫，而這些氣體是形成霾顆粒物汙染重要的前體物。