近日，我国科学家通过"星-地联合监测"技术，首次捕获冰岛火山喷发对北极的跨界污染证据。中国科学院合肥物质院安光所团队利用其研制的高分五号02星、大气环境监测01星搭载的大气痕量差分吸收光谱仪（EMI），以及装载于中国北极黄河站的地基差分吸收光谱仪（MAX-DOAS），成功监测到2024年冰岛Sundhnukagigar火山喷发释放的二氧化硫气体。研究发现，这些痕量气体穿越2000多公里，导致北极斯瓦尔巴群岛出现严重雾霾事件。相关成果发表于国际知名期刊The Innovation Geoscience。

火山喷发如同地球的"化学喷雾弹"，或瞬间或缓慢向大气层排放数百万吨二氧化硫等有毒气体。这些气体在阳光作用下会转化为硫酸盐颗粒，既能引发酸雨危害生态系统，又能像"遮阳伞"般反射阳光导致全球降温。更危险的是，直径小于2.5微米的火山灰颗粒可深入人体肺部，引发呼吸系统疾病。

安光所自主研发的高分五号02星和大气一号卫星搭载的EMI，每天能沿着卫星轨道完成全球扫描，以相当于6个足球场（7×8公里）的精度捕捉大气污染物踪迹。数据显示，北极新奥尔松地区80%的二氧化硫污染气团，正是来自此次冰岛火山喷发的"火山云"。EMI作为国内目前在轨运行的最高空间分辨率大气痕量气体监测载荷，具有单日覆盖全球的优势。此前，团队早就开展了全球O3、NO2、SO2、BrO等的监测和卫星地面验证。2021年团队还利用高分五号02星EMI监测数据研究了汤加火山喷发的SO2和BrO释放、迁移趋势，为火山喷发影响和岩浆脱气过程研究提供了重要支撑。

为验证卫星数据，安光所在北极黄河站建设的MAX-DOAS地基监测系统发挥了关键作用。作为我国在北极地区唯一连续运行的大气痕量气体柱浓度和垂直廓线监测站点，地基差分吸收光谱仪自2015年起运行逾10年，为国产卫星的地面校验提供了有力支撑，同时MAX-DOAS获得的O3、SO2、BrO等痕量气体和气溶胶消光廓线对研究极区大气化学机制至关重要。星地数据的"双保险"验证，让污染传输证据链完整呈现。

"这就像通过卫星监控火山喷发的'烟雾弹'，再用地基设备捕捉'烟迹'的扩散路径。"研究团队还采用污染源追踪模型，精确计算出不同区域污染物的"来龙去脉"。

该研究不仅验证了我国新一代环境监测卫星的精准度，更为应对气候变化提供了关键技术支撑。研究团队正在研发的多星融合监测系统，未来有望实现每小时更新全球污染动态。

此项研究标志着我国在环境遥感监测领域实现从"跟跑"到"并跑"的跨越。随着全球极端气候事件频发，这种星地协同的监测体系将成为守护地球家园的"生态预警机"。

吴凯丽博士为论文第一作者，罗宇涵研究员和司福祺研究员为论文通讯作者。本研究获得国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会和中国科学院合肥物质院院长基金的资助。

基于卫星、地面观测和PSCF分析的冰岛火山喷发对北极的影响