2022年北京冬奥会期间，冬奥赛区空气质量完结了“小时级”“公里级”的精准预告，“1微克蓝”一再登上热搜、空气质量每日优秀，在世界舞台上展示了“北京奇观”。
奇观的背面离不开北京大气监测“黑科技”的强壮支撑。北京青年报记者了解到，十年来，北京市生态环境监测中心构建起“天空位”三维立体监测网络，依托卫星遥感、地基雷达、掩盖全市的空气质量主动监测站及PM2.5和总悬浮颗粒物(TSP)高密度监测网，每时每刻展开大气各项污染物的“CT”扫描，让北京具有了高精度、区域性的空气质量监测预告预警才能。
“现在沙尘主于蒙古国南部-内蒙古中部一带，估计将会显着影响京津冀区域”。
“在西北风效果下，本次沙尘继续向东传输且规划不断扩大，现在沙尘前部已开端涉及华北北部区域”。
“现在，沙尘主体漫过北京，此次沙尘源于蒙古国中部和我国西北部，掩盖规模广，最大规模近100万平方千米”
本年3月下旬，北京阅历了一次大规模、高强度的沙尘气候。在沙尘抵京前，北京市生态环境监测中心经过官方微博发布了多轮沙尘遥感监测图，对此次污染进程进行“实时直播”。
在监测图上，市民能够明晰看到包含北京在内的我国北方区域大部分城市的空间方位，以及与我国内蒙古接壤的蒙古国。图中，品红色的区域即为沙尘带，经过逐小时的接连盯梢监测，市民能够十分直观地看出沙尘移动进程及影响区域。
“这组图画是凭借3.6万多千米高空的遥感卫星生成的。”北京市生态环境监测中心遥感监测室主任李金香介绍，“咱们要对接纳到的卫星数据进行翻译，剔除去搅扰要素，提取出有价值的信息，终究制成直观易懂的影像图。咱们把图画供给给空气质量预告部分，预告员能够根据图画，对沙尘的规模、强度、移动速度、影响程度等信息进行剖析，为精准预告供给数据支撑。一起，咱们也会把部分图画发布到官微上，供给给大众，让宽广市民对此次污染进程有所了解，消除疑虑。”
北京市生态环境监测中心于2012年树立遥感监测室。李金香介绍，树立之初，遥感室仅能从2颗卫星上获取揭露可用的数据，现在已增加到6颗卫星。十余年来，北京运用卫星遥感技能展开大气环境监测，空间分辨率和时刻分辨率越来越高，环境监测精准度完结了跨越式提高。
“卫星遥感技能就像一个空中照相机。”李金香说，“站在数万千米高空俯视地上，从空间上看得清的根本单位是像元，把镜头使劲儿往前拉，曩昔对大气环境也只能看清像元是边长几十公里的规模，现在像元现已精密到几百米乃至几十米的规模了，而对地表方针的观测像元更是精密到了亚米级。从时刻上看，曩昔运用的卫星一天仅在北京上空经过1-2次，咱们每天也就只能捕捉到两次数据；现在增加了停止卫星，北京上空的大气环境完结了逐小时的接连盯梢监测。”
北京不只能用卫星遥感技能监测沙尘等污染进程，还能动态监管全市大气污染源，例如裸地，辅佐扬尘办理。北青报记者了解到，裸地是指没有植被掩盖的土地，是扬尘等粗颗粒物的首要来历之一。这些裸地可能是施工工地长期以来都没有办理到位，或者是人为扰动构成。北京对全市裸地一个月“扫”一遍，对发现疑似裸地问题较多的大街、城镇进行帮扶，促进属地进行精准办理。“大气污染源监管有许多手法，卫星遥感监测是辅佐手法之一，表现了城市精密化办理水平。”李金香说。
如果说“卫星遥感”盯梢的是水平面，那么“地基雷达”监测的是笔直层，让北京的大气监测网络由平面变为立体。
在北京，坐落北京城区、多方向鸿沟站点的地基雷达站组成了一张“雷达网”。“地基雷达是一种使用激光技能的激光勘探雷达，依托一个直径约20厘米、长约60厘米的长筒，笔直地上向高空发射特定波长的激光。空气质量好的时分，能够勘探到地上5公里以上的高空。”北京市生态环境监测中心主动监测室副主任王琴介绍说，当激光束遇到颗粒物、沙尘粒子、雾滴等离子时，会产生后向的消偏回波信号，地基雷达上的接纳设备定量剖析激光回波信号，然后辨认不同高度下的污染粒子类型及污染程度。
王琴介绍，地基雷达就像一台CT机，以15米高度为一个单位，每时每刻对大气污染物的笔直时空散布展开监测。但又不同于一般的CT，它是给大气这宽广而活动的物体所做的CT。因而，要求更高，难度也更大。这种笔直分层，能够有用地监测到笔直上空污染的展开改变进程。例如，外来沙尘污染是在高空传输的，坐落北京鸿沟的地基雷达最早勘探到高空区域呈现粗颗粒物，这是沙尘进京的榜首个信号。“当外来沙尘刚从高空抵京时，那时人们一般还感触不到，但地基雷达最早勘探到了，随后沙尘会开端笔直下沉到地上，影响到咱们呼吸的空气，地基雷达的提早勘探为咱们供给了一个精准预告的时刻差。”
北青报记者了解到，北京用于大气环境质量监测的地基雷达已建造展开了十年，现在完结了全年365天、全天24小时不间断监测，每隔5分钟就能生成一组数据，提高了空气质量监测预告预警才能。
大众最为了解的是35个空气质量主动监测子站。咱们翻开手机，能够查询到实时空气质量，以及每个整点时段的首要污染物浓度值，这些数据的来历正是依托35个监测子站。这些监测站点散布在全市各区，织成了一张紧密的地上监测网络，北京也成为全国发布数据站点数量最多的城市。
跟着大气办理的逐渐深化，北京的大气监测网越织越密。近年来，逐渐建成了由1000多个监测站点组成的PM2.5和总悬浮颗粒物(TSP)高密度网格化监测网，掩盖全市各大街城镇。有了这张高密度监测网络，大幅提高了监测的空间分辨率，使北京市街城镇等级的空气质量监测数据“从无到有”，构成了“市-区-街城镇”大气污染办理齐抓共管的新局面。
“上述监测网首要用于惯例污染物的点评。除此以外，污染物的化学组分剖析也很有价值，为此，咱们在地上上树立了颗粒物和挥发性有机物化学成分监测网。”市生态环境监测中心主动监测室副主任王琴介绍说。
据了解，北京现有15个颗粒物化学成分监测站，用于展开PM2.5化学成分监测。“PM2.5中包含有机物、硝酸盐、硫酸盐、碳组分、重金属元素等数十种可监测化合物。这些化学组分的来历不同，在不一起段或不同污染进程中，各自占比也是不同的，咱们能够经过化学成分揣度污染来历，有助于展开大气污染办理办法拟定及点评。”王琴举例说，一般在PM2.5化学成分中，含有少数来自土壤里的地壳元素，如硅元素、铝元素等。当遇到外来沙尘时，地壳元素的占比敏捷攀升，导致PM2.5化学成分产生显着改变。经过监测这一改变，就能够计算出此次沙尘气候进程对北京PM2.5浓度升高的奉献度。
比方，2017年曾经，北京及周边区域冬天采暖较大依赖于燃煤，北京每到冬天，PM2.5中有机物、硫酸盐、氯离子等燃煤排放的组分浓度就显着高于非采暖季，阐明其时燃煤焚烧对空气污染的奉献率比较高。
正是依托于颗粒物化学成分监测网，北京展开了三轮PM2.5来历解析作业，源解析成果支撑了北京市“清洁空气五年行动计划”“蓝天保卫战三年行动计划”的办法拟定。现在，北京根本完结无煤化、机动车更清洁，也终究完结了北京空气质量显着改进，交出了PM2.5“十年降六成”的成绩单。
此外，北京还有掩盖到各区的挥发性有机物化学成分监测站。王琴介绍，挥发性有机物是一类混合污染物，化学组分不计其数种，对臭氧和PM2.5的生成均有重要效果。作业人员选取浓度占比较高、环境影响较大的化学组分进行剖析，现在可完结100余种挥发性有机物的监测，相同能够经过特征源类的挥发性有机物浓度特征来反推污染源并剖析其对臭氧和PM2.5的生成奉献，用于大气污染办理办法的拟定。
有了天上的“卫星遥感”、空中的“地基雷达”、地上的“空气质量监测网”，北京便构建起“天空位”三维立体监测网络。在2022年北京冬奥会上，市生态环境监测中心运用三维立体监测网络，对冬奥赛区空气质量完结了“小时级”、“公里级”的精准预告，为区域污染办理供给了技能支撑，完结北京冬奥会期间空气质量悉数优秀。
党的十八大以来，北京市生态环境质量改进获得里程碑式打破，科技立异发挥了要害的支撑效果。北京青年报记者从北京市生态环境局了解到，“十四五”时期，本市将逐渐构建温室气体立体监测网络，助力绿色低碳展开。
2021年，北京市空气质量初次全面合格，蓝天白云成为常态；2022年，北京冬奥会、冬残奥会的“冬奥蓝”引人注目，联合国环境署点评北京大气办理成效为“北京奇观”。北京市生态环境局相关负责人表明，环境科技是改进生态环境质量的有力兵器，科技作业从科学认知、决议计划支撑、职业管控等方面为科学治污、精准治污、有用治污供给了全面支撑。
北京市在展开生态环境维护作业进程中，统筹策划以科学研讨提醒污染来历与成因、以有用感知支撑精准治污、以先进技能推进有用治污、以敞开的情绪协作同享环境科技成果。构建了较为完善的生态环境科技作业体系，为生态环境维护作业供给有力支撑，也推进了相关职业的绿色低碳展开转型。
北京市生态环境局科技与世界协作处处长明登历介绍，本市逐渐提高监测监管才能，支撑精准治污。在传统监测办法的基础上，经过科研先行、试点使用，待办法成熟后全面推广的办法，稳步推进先进的采样、数据传输、剖析猜测预告这些技能的使用，支撑构建了世界一流的天空位立体环境及污染源监测体系，提高动态化、精密化的管控水平。
“像热门网格、车载移动监测、在线监控这些技能手法，现已成为咱们环境法律的秘密兵器。咱们也探究性展开了无人机的使用，大大提高了法律监管的科技化和精准化水平。”明登历说，本市依托掩盖街城镇的高密度监测网络，展开动态网格污染研判点评、获取污染高值区域和点位，为监管法律供给精准的根据。一起，构建重型柴油车长途在线监控体系，完结了对数十万辆重型柴油车排放状况的实时监控。
北青报记者了解到，除传统的环境要素外，生物多样性、温室气体监测等体系的构建也已归入作业组织。
北京市生态环境监测中心副主任鹿海峰介绍，构建温室气体监测体系现在已提上日程。“温室气体监测是支撑减污降碳协同增效的一个重要技能手法。”鹿海峰说，“十四五”期间，本市将逐渐树立主动监测为主、遥感监测为辅，走航和手艺监测为弥补的天空位一体化的温室气体立体监测网络，用来科学表征北京市空气中温室气体浓度水平以及改变趋势。
一起，本市还将展开典型职业温室气体排放监测，来进一步探究展开城市生态体系碳汇监测，进行减污降碳协同剖析与点评，为北京市完结碳达峰碳中和方针，推进减污降碳协同增效供给有力的技能支撑。
在生物多样性方面，北京市生态环境维护科学研讨院副院长聂磊介绍，本市已树立生物多样性查询与点评办法，建成生物多样性本底数据库。“十四五”期间，北京将在完结一轮查询作业的基础上，剖析收拾相关数据，更全面把握全市生物多样性本底状况。一起，北京正在积极探究展开生物多样性才智观测技能。
据了解，北京是世界上生物多样性最丰厚的大都市之一。近年来，全市大力推进生物多样性维护作业，经过本底查询，现已记载87种北京新记载种，其间18种为我国新记载种。一起，本市近年来还频频记载到生态向好的指示物种，包含黑鹳、水毛茛等。
2021年，北京初次展开了全市会集建造区生态环境质量点评，成果显现生态环境状况良好。其间，中心城区的植被掩盖指数优于全市会集建造区的平均值，东城区、西城区绿洲服务指数别离位居全市榜首、第二。
“十四五”时期，北京市生态环境质量改进进入从量变到突变、推进经济社会展开全面绿色转型的攻坚期。结构型污染问题依然杰出，资源节省与结构调整负重致远。
北京市生态环境局科技与世界协作处处长明登历表明，“咱们仍是要依托科技进步来构建现代化的环境办理体系，要归纳使用大数据技能，AI、区块链这些才智化的技能来打造才智化的监测、监管、法律和决议计划支撑体系。推进要点范畴绿色低碳技能的研制、试点、演示，以及体系的集成和产业化，要供给愈加低成本更高功率的解决计划。咱们期望经过科技立异来支撑环境改进和首都高质量展开的方针。”
一起，北京市环科院正在展开北京市“十四五”、“十五五”时期减污降碳协同增效途径研讨，规划了不一起段不同范畴的协同操控计划和要点方向，测算减排潜力，提出协同操控方针主张，为《北京市减污降碳协同增效实施计划》的编制供给支撑。
