一座大气监测超级站，如何“数”立标杆？

转自：中国环境报

粉墙黛瓦、青石板巷，乌篷船摇，临水连廊。古朴，是乌镇的传统底色。

每秒100万亿次超算，全流程、全体系数字保障空气质量。数字化，是浙江省乌镇大气监测超级站（简称乌镇超级站）的鲜明标识。

在江南古典韵味与现代互联网风范深入融合的乌镇互联网国际会展中心，记者见到了乌镇超级站的真容。

图为浙江省乌镇大气监测超级站所在的乌镇互联网国际会展中心6号馆。

大气污染成因一站式数智化诊断

“大气监测不能只关注污染物浓度，当PM2.5呈现高值时，我们就需要找到污染源头，污染源是交通源、生活源还是工业源？是本地生成还是传输影响？常规监测站点能实现污染物浓度监测，却难以进一步分析。”浙江省生态环境监测中心负责人田旭东介绍道。

大气监测超级站应运而生。其中，“超级”二字体现在监测仪器设备先进性、多元化，更具综合性，可以为科学问诊污染成因、实现城市环境空气质量精细化预报提供技术支撑。

在我国大气污染防治的历程中，大气监测超级站的运用并非新鲜事物。

但乌镇超级站坐落于世界互联网大会的永久会址，在世界互联网大会乌镇峰会“强力磁场”的作用下，乌镇超级站也乘“数”而上，自站点建设至2023年11月启动以来，浙江省、嘉兴市、桐乡市就以打造数智型核心超级站为目标，为其他大气监测超级站的建设“数”立了智慧标杆。

“在全国范围内，乌镇超级站的监测仪器几乎是最先进的。站点共配备仪器40余套，具备常规六参数、颗粒物化学组分、光化学、大气氧化性、高时间分辨率颗粒物化学物理特性的耦合监测、高时间分辨率VOCs溯源、颗粒物和臭氧传输、温室气体监测及相应的质控设备。”田旭东向记者介绍乌镇超级站的先进性，“这里的监测因子也是最全的，可以监测500余种大气环境因子。而且设备以自动化为主，通过这些设备，加强了对大气复合污染过程、关键因子识别、组分分析、溯源追踪和形成机制等研究型监测能力。”

“正是这些技术优势，让乌镇超级站可以综合利用多参数、高精度、立体化的监测仪器，协同分析，及时发现问题，对污染物精准溯源，揪出污染‘元凶’。”田旭东说。

作为全国面积最大的超级站，乌镇超级站的总面积达到了1057平方米，却并不依赖许多管理人员进行维护工作。

进入超级站，一块屏幕上展示了监测设备的状态，显示仪器状态、环境温度以及实时数据。这是乌镇超级站的智慧站房管理系统，让这座面积达1057平方米的全国最大超级站可以实现最大程度的自动化管理。

管理系统可以自动获取设备状态数据，实现监测数据全过程采集、全周期监控，站房也可以自行识别并调节温度等环境状态，确保各设施稳定运行。

为了使数据精准有效，往往监测数据还需要历经多道质控程序。在乌镇超级站，首个数据“审核官”的身份也很特殊——AI算法。

“AI会先将一些异常的高值低值（如仪器质控、异常低值）进行判定、初筛，实现数据自动质控。数据异常时，将会推送给线下运维保障工作人员进行处理，实现智能双向审核，探索从人工审核走向智慧审核。”田旭东说道。

激活全省大气监测网络，支撑长三角大气污染联防联控

独木难支，合抱成林。

一个大气监测超级站难以监测和解决区域内空气污染的所有机理研究问题。只有形成“一张网”，与其他点位互为验证，才能更好发挥作用。

目前，浙江省建成集地面监测、走航巡测、雷达探测和空间遥感等技术为一体的大气复合污染立体监测网络，各类环境空气自动监测站点达1800余个。

其中，包含以乌镇超级、塘雅超级站、善西超级站为核心、51个各类功能性站位为主体的大气复合污染科学观测网；由171个县级以上城市环境空气质量自动监测站组成的城市环境空气质量监测网；由50个交通站、96个工业园区站和1200个乡镇站等构成的大气环境污染监控评估网。

图为浙江省大气复合污染立体监测网络。

“乌镇超级站可以协同联动浙江省大气复合污染立体监测网络中监测站点，厘清大气复合污染形成机制并溯源追踪；同时，开展预测预报及防控对策成效评估，更好地服务政府环境管理、环境执法、环境决策等工作。”田旭东说。

对1800余站点监测数据处理并非易事。而乌镇超级站紧邻乌镇互联网之光博览中心，国家超算乌镇中心为其提供了“智脑”支撑，也为海量数据的处理提供了保障。

据了解，这些海量数据已全部接入浙江省“生态环境大脑”，通过数字化融合分析系统，实现大气环境质量“监测、预报、溯源、排查、执法、闭环、评估”全流程数字保障。

“乌镇超级站全面科学支撑了我省大气污染防治精准施策和应急管控。2024年4月—7月，浙江省空气质量持续改善，PM2.5月均浓度创有历史监测数据以来同期最好。”田旭东说。

乌镇超级站还位于浙江和江苏两省三市的交界地带，是省界、市界的大气传输通道，可以为长三角的空气质量监测提供样本。

“乌镇超级站带动了浙江省、长三角地区区域环境空气质量监测综合能力的整体跃升。今年以来，长三角协作办3次发送污染天气联合应对的工作提示。在生态环境部指导下，浙江省联合长三角省（市），在大气污染治理、监测预报、污染天气应对等方面协同发力，共同改善区域空气质量，乌镇超级站在其中也发挥了重要作用。”田旭东说。

图为乌镇超级站一层的会议室，当重大活动环境保障及污染应急处置时，十几名来自各地的生态环境监测人员每天将在此开会，进行研判分析。

业务监测和科学观测并重

乌镇超级站的启用不仅为治气精准施策提供了重要参考，也为促进生态环境监测领域科学研究、人才培养提供了全新平台。

“气象因素到底对污染有多大的影响？空气质量改善了，到底是天帮忙还是人努力?”

大气污染的去气象影响是浙江省生态环境监测中心博士后巫阳的研究方向之一。

“我们可以通过乌镇超站‘天地空’一体化的监测数据，结合模式模拟技术，量化气象条件对大气污染过程的贡献率；在此基础上，将历史时期的污染过程与天气型进行匹配，形成历史案例库，支撑大气污染过程精细化预报预警。”巫阳介绍。

监测要素多、技术先进、功能齐全、覆盖面广的多重优势，让乌镇超级站成为很多大气监测工作者的向往之地。

这些优势也让巫阳信心倍增。“乌镇超级站有这么先进的仪器，无论是对于业务工作还是科学研究，增强了我们的信心，支撑我们生态环境监测人员攻坚克难、勇攀高峰。”巫阳说。

眼下，乌镇超级站的科研成果亮点纷呈。已在研科技部国家重点研发计划1项，国家自然科学基金1项。依托超站监测数据，已产生相关国内领先科研成果，包括对气溶胶生成机制研究、识别能见度的关键驱动因素、以及黑炭老化及其光学效应研究等8篇论文成果。

图为乌镇超级站内的监测仪器。

据了解，乌镇超级站今后还将加强与高校及科研院所的合作，联合开展大气观测试验，定期展开学术交流会，提升超站的观测能力和研究水平。同时，还将面向公众开放，与地方政府或社会团体联合共建科普基地，发挥科普服务作用。

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