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俯瞰苍穹知动态 消除灰霾盼天晴

来源:  发布时间:2018-01-16

——记中国科学院遥感与数字地球研究所副研究员王子峰及其团队
  
本刊记者  李 刚

  
  
  “天空飘荡着数据,大气蕴藏着信息。” 在变幻莫测的气候世界里,他和他的同事们扮演的是“守护者”的角色,将数字的魅力深入到寰宇大气,观测变化,揭开奥秘;消除灰霾,还地球以美丽。
  
  
  “每个人的头顶上都有一个穹顶,而我们习惯了低头忙碌地过自己的生活,从不抬头仰望一下头顶上那片最美的天空。”
  “在雾霾严重的时候,我们至少有一件事情可以做,就是保护好你自己和你爱的人。”
  
  2015年,一部有关雾霾的记录片引发了大众对雾霾污染这一严峻问题的共鸣。也让PM2.5这一曾经不被大众所熟知的专业词汇变得家喻户晓。当越来越多的人加入到这场忧戚与共的战斗中,专业领域的科学家们责无旁贷地成为这场环卫之战的主力。
  早在2007年,人们都还不知道PM2.5是什么的时候,王子峰就开始专注研究PM2.5的卫星估算。他所在的中国科学院遥感与数字地球研究所(以下简称遥感所),被视为是我国遥感基础理论与应用方法研究的“国家队”,开创了我国大气环境遥感的研究方向,在气溶胶、污染气体、近地面颗粒物监测以及灰霾成因遥感解析等方面形成了坚实的研究基础。
  
致广大而尽精微
——物尽其用走近寻常百姓家
  
  什么是遥感?这项被称为“千里眼”的现代科学技术又是怎样被用到环境监测当中去的?对很多的普通老百姓来说,或许会有这样的疑问。
  “致广大而尽精微”——借用《中庸》里的一句话来解释遥感较为合适。“致广大”是指利用人造卫星、飞机、高空气球等现代手段“至‘高’而望‘远’”;而“尽精微”是指运用各种传感器的高空间、时间、光谱、温度分辨率等功能,捕捉细微物体的特征和变化。
  走进王子峰及其团队的遥感研究世界,您会发现这是一个尽显科学魅力与无穷的世界。
  据王子峰介绍,上世纪80年代,美国最早的一批大气环境卫星开始应用于臭氧空洞的观测,与公众健康并未直接相关。直到90年代,伴随着一批专用于气溶胶、污染气体观测卫星的升空,人们开始将遥感数据用于空气质量的解析。而王子峰如今的工作内容之一,就是利用卫星将缺少监测站点地区的PM2.5估算得更为准确,进而评估污染对公共健康产生的影响。
  对王子峰来说,遥感最大的价值和精髓在于如何将其应用好,而这其实也是遥感所最早成立的初衷。在这一思想的指引之下,早在2005年王子峰在遥感所攻读博士学位的时候,其团队就开始致力于将经典的定量遥感技术、模型延伸应用于实际的空气质量监测中。目标很明确,就是最终使得技术和产品更好地服务于环保部及各级环保监测部门,满足他们在日常空气质量及其他方面大气环境监测的需求。
  2007~2008年间,王子峰专注于秸秆焚烧卫星监测方面的研究。他和他的同事基于国内外卫星数据,开发并优化了针对我国秸秆焚烧的卫星监测算法,火点识别率优于95%。相关成果自2007年起直接用于全国秸秆焚烧监测的业务化应用,监测报告通过环保部网站每日向公众发布。
  积硅步至千里,从那以后,王子峰所在的团队渐渐地将卫星遥感产品从最初的秸秆焚烧扩展到对PM2.5、雾霾、沙尘,以及多种气态污染物的分布,并成功用于各级环保部门的日常监测以及北京奥运、APEC等重大的活动保障上。
  科学技术唯有搬下高阁走近寻常百姓家才能真正实现其价值,秉承这一初心,王子峰和他所在的团队一步一步向梦想坚定前行,令人欣喜的是收获的满园硕果。
  
紧跟前沿不断创新
——为民众提供健康和出行的参考保障
  
  每天清晨起床,当众人或沉浸在对雾霾天气的吐槽、愤懑,或欣喜于APEC蓝、阅兵蓝的时候,背后为此承担巨大压力和付出艰辛努力的环保人却一直在默默前行。
  据王子峰介绍,国家非常重视相关领域的建设和推动。2013年,我国开启了大气污染综合治理的新纪元,从1月起环保部下属的中国环境监测总站实时公布PM2.5等6项污染物的数据。之后短短三四年间,国家及多个省市的空气质量站点呈爆发式的全覆盖增长,空气质量日常监测数据规模已经超越世界上其他国家。另一方面,我国还在积极地加强包括卫星遥感在内的立体监测能力,构架一张多平台数据融合、互补的天—空—地立体监测网,相关应用技术已走在了国际前列。值得一提的是,卫星遥感可以提供过去近40年的大气污染数据,为空气质量对公众健康的长期影响研究提供重要信息。
  令王子峰感到自豪的是,无论是环保部卫星中心这样的环境遥感“国家队”,还是北京、上海、广东、浙江等20多个省市的环境监测部门,都在使用他们团队提供的系统或产品开展空气质量监测。在他们科研团队与业务部门的共同推动下,卫星监测产品从初期简单的图片参考到现在的污染形势综合解析,遥感支撑能力从初期的单机版原型系统到现在基于服务器集群的准实时、多元化分发服务,我国环境遥感应用的整体水平获得了长足的进步。这与国家在大气环境遥感方面的科研支持密不可分。近10年来,王子峰所在团队先后承接了科技部“863”“973”和科技支撑、环保部公益、中科院战略专项等10余个国家级重大科研项目,为完成遥感关键技术攻关、打造应用服务能力奠定了坚实的基础。
  “坦白来讲,我们目前的遥感技术与美国等发达国家相比整体还处于追赶的阶段。但在追赶的同时,我们一直在坚持针对中国特殊的环境污染特点开发适宜的方法模型,从而确保卫星数据能高效、准确转化成业务部门需要的产品。这些都需要在学习、消化的基础之上立足国情突破和创新。让我们更有信心的是,中国的大气环境监测卫星发展迅速,新一代风云系列卫星已在轨运行,具有国际先进水平的高分五号即将发射升空更多具有自主知识产权的卫星资料必将迎来我国卫星环境应用的大发展!”对当前和未来的发展形势,王子峰和他的团队有着清醒的认识。蓝图已绘就,扬帆待起航。
  
面向应用始终坚守
——同心共力共护蓝天
  
  “这么多年环境遥感工作,我的感悟就是应用研究充满困难和不确定性,很多情况下经典方法或者理论模型解决不了,我们还要寻找许多‘他山之石’;同时需要从用户的立场出发,去真正解决业务部门面临的问题。”“无论做什么事情,都要脚踏实地,学会坚守。”“面向应用,始终坚守”成为王子峰事业路上的两个准则。
  与团队中的很多优秀科研人员一样,王子峰是专业科班出身。2001年考入北京大学地球与空间科学学院,大四时有幸初识定量遥感,并最终“情定”这一研究方向。2005年毕业后,他来到中科院遥感所师从陈良富研究员攻读博士学位,期间先后从事大气水汽、热异常点和PM2.5卫星遥感研究。读博期间还到美国Emory大学从事访问研究,跟从著名专家刘阳教授学习更先进的PM2.5估算方法。翱翔在这些专业领域的科学殿堂,王子峰夯实了专业基础。
  拿到博士学位,王子峰顺利进入环保部卫星中心工作,开始了从纯科研到业务应用的角色转换。他在继续推动遥感业务化应用的同时,支撑中心与相关部委一道设计、论证国家新一代环境监测的卫星计划,得到了中心同事和各级领导的充分肯定。一切看起来水到渠成、顺理成章。但两年后,他做出了一个挑战自我的决定:到“外面的世界看看”——进入百度公司LBS事业部,成为一名高级产品设计师。
  “国内顶级互联网公司务实、高效的作风,对年轻人做事很有帮助。”对这段经历,他如是评价。但在其负责的产品刚刚崭露头角时,王子峰却又选择回到遥感所,重新进入“读文献、敲代码、算数据”的科研状态。但此时看似与原来相同的工作却有了不同的前进方向。王子峰并不后悔当初的“出走”,他说:“到国家级的业务部门和过内一流的科技企业转一圈,让我对遥感应用的价值和发展方向有了全新的认识!”“深刻理解环保工作实际的应用需要,借助互联网面向需求、专注投入的理念,我们更有信心推动遥感在环境领域产生扎扎实实的应用价值。”而这也正是他选择回归科研的初衷。
  这是一个令人钦羡的团队。“志同道合、坚守信念”的氛围是王子峰回归原研究组最大的信心来源,用他的话说“就像是回家一样”。“在多年参与大型项目和复杂工程的经历中,我感觉到一项事业不是一两个人就可以做到,而是需要一个团队肩并肩、背靠背来共同打拼。”这是王子峰在成长过程中的又一感悟。而对共同事业的坚守之心,成为凝聚全体成员一心向前的巨大动力,巨大的能量在这样一个团队能得到更大的释放。
  “坚守”一词驻扎在了王子峰的心里。“就像我当初研究PM2.5一样,那会儿与主流的遥感反演方向离得有点远,研究成果有不被认可的风险。但我坚信,只要有污染,PM2.5就绕不过。只要我的研究是有用的,就算有挫折、有往复、有代价都是值得的。”
  对未来发展,王子峰已经有了更为清晰的方向:“我们现在已经形成了30多人的队伍。未来,我们还会继续坚定把遥感技术和应用服务这两个方向做好。一方面把遥感信息的精髓发挥出来,及时把研究成果转化成系统、数据和服务;同时我们还要着力搭建一个定量遥感应用服务平台,汇聚更多科研团队的智慧与能力,使其更加高效、扎实的转化为应用价值,推动构建社会需求与科学研究紧密相连、相互支撑的新格局。”
  蓝天大道上彩云在追,朝着未来与梦想,王子峰和他的团队继续前行
  

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