“污染侦察兵”升空 “高分家族”添丁 “高分五号”可立体监测水陆空等污染

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“高分五号”可立体监测水陆空等污染；全球首次将大气监测和陆地监测功能融为一体

昨日凌晨，中国发射了一颗既能“看”大气又能“看”地球的卫星——高分辨率对地观测卫星五号卫星（下称“高分五号”）。

“高分五号”是一颗遥感卫星，用来“看”世界的遥感卫星，根据功能不同，有的专职“看”地球，如陆地观测卫星、国土资源卫星、海洋卫星等；有的专职“看”大气，如气象卫星、碳卫星等；还有一种专职“看”外太空，如各类太空望远镜和深空探测器等。而高分五号将大气监测和陆地监测功能融为一体，尚属世界首次。

“高分五号”未来的主战场是环境监测和生态保护。它可以实现饮用水源地污染源监测、地质环境调查与监测、农业和林业精细遥感、全球温室气体起源分析等，功能多元，堪称“污染侦察兵”。

“高分五号”的升空标志着“高分家族”迎来第七个成员，此前，于2010年启动实施的高分辨率对地观测系统重大专项(下称“高分专项”)已经完成数颗卫星发射，包括高分一号、二号、三号、四号、八号、九号等。

【揭秘1】

卫星可监测哪些污染？

可立体监测水陆空生态环境污染

“高分五号”的主要功能，集中在生态环境监测等领域。其用户包括生态环境部、自然资源部和气象局等部门。

据“高分五号”卫星总指挥蒋光伟介绍，“高分五号”工程任务主要包括三个方面：首先是水资源，“高分五号”将对内陆水体和陆表生态环境进行综合监测。其次是大气，“高分五号”将对二氧化碳、甲烷、臭氧、二氧化氮、二氧化硫等大气成分和大气气溶胶特性进行监测。最后是矿产，“高分五号”将勘测地质找矿典型蚀变矿物及主要岩石类型等，满足国土资源调查、矿产资源调查和地质填图等需求。

据介绍，此前，我国还没有真正意义上的环境专用卫星，制约了卫星遥感技术在生态环境保护中发挥的作用。卫星遥感数据源不能满足业务化应用的需要，成为国家生态环境保护的瓶颈。

而“高分五号”将填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白，同时可用于水污染、陆表生态环境监测等方面，对环境污染进行立体监测。

【揭秘2】

“高分五号”精度多高？

分辨率达一张纸厚度的万分之一

“高分五号”是全球首颗对大气和陆地进行综合观测的全谱段高光谱卫星。

何谓高光谱卫星？首先需要科普一下“高光谱遥感技术”。地球上不同元素及其化合物都有独特的光谱特征，光谱可以看作物质的“指纹”，独一无二。通过我们熟悉的肉眼光学成像，只能看到物质的形状、尺寸等，而光谱分析则可以探测物质的具体成分。

蒋光伟说，高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域，它的出现是遥感界的一场革命。

“高分五号”卫星总设计师孙允珠介绍称，通过高光谱成像，“高分五号”可以精确识别水中绿藻、黄藻等藻类的生长变化情况，达到监测饮用水源地污染源的目的。

这种精确识别能力，有赖于卫星探测仪器的高分辨率。

就以其搭载的一台可见短波红外高光谱相机为例，这台相机的光谱分辨率为5纳米，几乎相当于一张纸厚度的万分之一。因此可以精准地探测物体成分，在饮用水源地污染源监测、矿物识别、地质环境调查与监测、农业和林业精细遥感等领域实现应用。

卫星搭载的另一台仪器“大气主要温室气体监测仪”，是国际上首台采用空间外差干涉体制进行温室气体探测的有效载荷。该仪器能获取二氧化碳、甲烷等温室气体的高光谱数据，从而监测区域大气环境，分析全球温室气体的起源与经风向传播的“旅行图”，为气候变化研究及环境外交提供基础数据。

【揭秘3】

搭载了哪些先进设备？

6台仪器，两台用于陆地观测，4台用于大气类观测

包括上述两台仪器在内，“高分五号”一共搭载了6台仪器设备，各个都有特殊任务。

6台仪器中，两台用于陆地观测，4台用于大气类观测。

其中，大气痕量气体差分吸收光谱仪，是我国第一台用于二氧化硫、二氧化氮、臭氧等全球痕量污染气体探测的高光谱有效载荷。其观测角度达114度，就像一个悬挂在705公里高空的超高清广角镜，能定量监测大气中含量极少的二氧化硫等污染气体分布、变化和输运过程。

大气气溶胶多角度偏振探测仪，是目前国际多光谱、多角度和偏振探测能力最强的星载大气气溶胶探测仪之一，可用于雾霾、大气颗粒物等大气环境监测及气候变化等研究。

孙允珠说，卫星立项之初，科研人员对标现有和规划中的全球高光谱探测仪器，瞄准国际前沿，最终确定配置6台全新研制的有效载荷，将大气和陆地观测两类卫星的功能集合在一颗星上。

“现在看来，卫星的论证和设计体现了超前的前瞻性和预见性，让高分五号卫星练就了环境监测和国土资源勘探的‘火眼金睛’。”孙允珠说。

■ 背景

“高分五号”因PM2.5污染研制加速

采访人员从国家国防科工局获悉，中国对“高分五号”需求十分迫切。

蒋光伟回忆研制过程时说，2012年，卫星还没正式立项，上级部门就提出将卫星设计寿命从5年提高到8年。2014年，卫星刚刚研制不到两年，PM2.5过高等环境污染问题加剧，又提出希望卫星能提前发射。

“而当时国内低轨遥感业务星设计寿命一般为3-5年，‘高分五号’作为首颗高光谱科学试验卫星，就要达到8年寿命，还要提前发射，研制难度很大。”蒋光伟说。

展望未来，“高分五号”卫星总设计师孙允珠说，我国原来的高光谱卫星都是被动探测，今后将由靠阳光反射的被动探测向使用激光主动探测方向发展，由低轨向高轨发展，在环境治理和国土资源勘测等方面发挥更重要的作用。

新京报采访人员倪伟