前言

目前我國在環(huán)境問題上面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》中在其重點(diǎn)環(huán)境領(lǐng)域明確指出：改善生態(tài)與環(huán)境是事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高的重大問題。我國大氣污染表現(xiàn)出顯著的系統(tǒng)性、區(qū)域性、復(fù)合性和長期性特征，特別是近來呈現(xiàn)出的區(qū)域、跨境大氣復(fù)合污染及其相互影響。歐洲、美國和日本等發(fā)達(dá)地區(qū)和國家都對環(huán)境變化進(jìn)行了系統(tǒng)的、跨區(qū)域的監(jiān)測研究，對環(huán)境變化進(jìn)行了長期監(jiān)測，以期提出最佳的防治辦法。以多層次的空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)、污染源清單技術(shù)為基礎(chǔ)，各類污染模型在模擬和認(rèn)識污染問題方面發(fā)揮了重要作用。然而，為了克服模型對于復(fù)雜地理環(huán)境下的污染過程模擬能力的不足，需要采用環(huán)境光學(xué)立體觀測方法來獲取足夠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于我國缺乏區(qū)域污染的時空分布變化信息，難以對區(qū)域、跨境大氣環(huán)境的現(xiàn)狀和變化趨勢給出全面、清晰的分析，不能滿足國家環(huán)保部門制定我國污染控制決策和應(yīng)對環(huán)境外交的急需。為此，在環(huán)境領(lǐng)域提出全球環(huán)境變化監(jiān)測優(yōu)先的主題，要求重點(diǎn)研究開發(fā)大尺度環(huán)境變化準(zhǔn)確監(jiān)測技術(shù)。因此，針對目前區(qū)域污染監(jiān)測現(xiàn)狀及環(huán)境外交需求，研究區(qū)域跨境輸送過程監(jiān)測和輸送通量監(jiān)測技術(shù)、方法是十分必要的。

環(huán)境光學(xué)遙感技術(shù)在區(qū)域環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用發(fā)展得很快，近幾年來，隨著全球環(huán)境問題的日益突出，具有全球覆蓋、快速、多光譜、大信息量的遙感技術(shù)已成為全球環(huán)境變化監(jiān)測中一種重要的技術(shù)手段。充分利用這些技術(shù)手段的快速、高效、連續(xù)性，特別是其空間分布信息，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域大范圍的顆粒物和污染氣體的立體監(jiān)測，并通過結(jié)合近地面監(jiān)測數(shù)據(jù)以及氣象資料，從宏觀角度掌握污染物的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，監(jiān)測污染輸送路徑，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性環(huán)境污染事件以及跨境輸送的光學(xué)遙感動態(tài)跟蹤監(jiān)測，為相關(guān)部門預(yù)警以及國家環(huán)境外交提供參考意見，并且可以為空氣質(zhì)量預(yù)報系統(tǒng)加入立體監(jiān)測信息分析模塊，進(jìn)一步完善空氣質(zhì)量預(yù)報模式。

本書以環(huán)境光學(xué)和遙感技術(shù)為主體的觀測平臺為基礎(chǔ)，建立區(qū)域污染物傳輸觀測方法和相關(guān)的數(shù)據(jù)綜合處理方法，建立區(qū)域主要污染物排放總量的觀測和評估方法。通過基于太陽散射光的被動差分吸收光譜技術(shù)（differential optical absorption spectroscopy）監(jiān)測常規(guī)污染物（SO₂、NO₂、O₃等），基于太陽直射光的太陽掩星傅里葉變換紅外光譜技術(shù)（solar occultation flux-FTIR）監(jiān)測有毒空氣污染物（CO、CH₄、NH₃及VOCs氣體等），基于激光雷達(dá)監(jiān)測顆粒物的垂直分布，通過選擇地基合理布點(diǎn)（位于輸送界面、輸送通道），結(jié)合風(fēng)場數(shù)據(jù)（風(fēng)廓線雷達(dá)數(shù)據(jù)）實(shí)現(xiàn)對區(qū)域空氣污染輸送通量的監(jiān)測，為常規(guī)空氣污染物、有毒空氣污染物區(qū)域、跨境輸送過程監(jiān)測和輸送通量計(jì)算提供監(jiān)測方法和評估。

本書具有較強(qiáng)的知識性、技術(shù)性和應(yīng)用性，旨在促進(jìn)我國科學(xué)家在大氣科學(xué)、大氣化學(xué)、環(huán)境污染監(jiān)測領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，對于揭示我國各種大氣污染過程，提高對大氣污染預(yù)警和預(yù)報的準(zhǔn)確性等具有重要意義；并提出了環(huán)境遙感技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，可以為政府在應(yīng)對灰霾污染控制、應(yīng)急管理措施制定、環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)評估等方面提供更好的決策服務(wù)，為重大活動的空氣質(zhì)量保障提供支持。

限于編著者時間和水平，書中不足和疏漏之處在所難免，敬請讀者提出修改建議。

編著者

2019年9月