一项新的研究为地球的行星边界层（PBL）提供了突破性的见解，这是一个影响空气质量和气候的关键区域。通过分析卫星数据，研究人员探索了从地表到大气层的温度梯度如何影响大气污染物的识别，从而加深了对大气热对比（TC）的理解。
行星边界层（PBL）的神秘性一直阻碍着监测和遏制空气污染的努力。这个与地球表面不断接触的大气层带是污染物的温床。然而，它在不同时间和不同地域的水银泻地般的舞动却给科学界带来了一个巨大的难题。鉴于这些障碍，对划分该层的热对比（TC）进行深入剖析势在必行。
布鲁塞尔自由大学（Université Libre de Bruxelles）与比利时皇家空间高层大气研究所（Royal Belgian Institute for Space Aeronomy）合作，在 2024 年版的《遥感学报》（Journal of Remote Sensing）上发表了一项具有启发性的研究。这项研究于 2024 年 5 月 21 日公布，它利用高光谱分辨率红外数据，将哥白尼全球陆地服务的输入数据与欧洲中期天气预报中心的再分析数据相结合，揭开了热带气旋变化的神秘面纱。
分析中使用的土地覆被的全球分布。与最初的哥白尼土地覆被数据集相比，等级数量从 23 个减少到 7 个。资料来源：《遥感》杂志
卫星上的高光谱分辨率红外探测仪可以测量局限于行星边界层（PBL）的大气痕量气体。不过，它们对行星边界层的灵敏度取决于地表和大气之间的温差，即所谓的热对比（TC）。在回顾了热对比的物理方面及其如何驱动测量灵敏度之后，我们描述了晴空条件下热对比的全球和时间行为特征。结合哥白尼全球陆地服务数据集的陆地表面温度和欧洲中期天气预报中心再分析 v5 的气温，亚牛人员获得了高空间分辨率（31 千米）和高时间分辨率（1 小时）的全球热对比月平均值。分析了气旋与一天中的时间、一年中的时间、地点和土地覆盖的函数关系。白天最大值出现在当地时间 11 时 30 分至 13 时 30 分，冬季为 5-10 K，夏季为 10-30 K。无论是日变化幅度还是季节性，都与土地覆被类型有很大关系。对于裸露土壤、灌木林地、稀疏植被和草本植被，最大值出现在夏季，日温差振幅超过 30 K；相反，对于森林、湿地和耕地，季节性最大值出现在春季，日温差变化低于 15 K。
研究表明，气旋在微调卫星哨兵、增强其对陆地污染物的侦察能力方面发挥着关键作用。这些启示对于提高新旧红外哨兵的灵敏度、更敏锐地监视大气污染物至关重要。
这项研究的主要研究者 Lieven Clarisse 博士说："我们的探索揭示了 TC 的复杂结构，这是提高宇宙红外监视灵敏度的关键。这项研究为从太空更精确地观察大气污染物的 X 射线奠定了基础。"
这项研究产生的涟漪有望冲击环境警戒和气候编年史的海岸。有了最佳的测量时机，卫星监测仪就能更好地有效探测和测量特定污染源的排放。这一飞跃为政策制定者和环境监管者带来了福音，使他们拥有了更犀利的工具来应对空气污染。此外，详细的数据集使我们对 PBL 在气候幕后策划中的作用有了更多层次的了解，可能会为改进气候模型和预测指明方向。
编译自/ScitechDaily