来自太空的空气质量监测新纪元：静止环境监测光谱仪（GEMS）

摘要 静止环境监测光谱仪（GEMS）计划于2020年2月发射，首次从静止地球轨道（GEO）监测空气质量（AQ），达到前所未有的空间和时间分辨率。随着亚纳米光谱分辨率的紫外-可见光光谱仪和复杂的反演算法的发展，可以获取大气污染物（O 3、NO 2、SO 2、HCHO、CHOCHO和气溶胶）柱状量的估计。目前，监测空气质量的所有紫外-可见光卫星任务都在低地球轨道（LEO），每天允许一到两次观测。借助GEO平台上的紫外-可见光仪器，这些污染物的日变化现在可以确定。本文介绍了GEMS任务的详细信息，包括仪器、科学算法、预测性能以及通过数据同化进行空气质量预测的应用。GEMS将搭载在静止韩国多用途卫星2（GEO-KOMPSAT-2）卫星系列中，同时还搭载高级气象成像仪（AMI）和静止海洋颜色成像仪2（GOCI-2）。这三种仪器将提供协同科学产品，以更好地理解空气质量、气象、大气污染物的长距离传输、排放源分布和化学过程。更高空间分辨率下的更快采样率将增加找到无云像素的概率，从而导致比LEO更频繁地观测气溶胶和痕量气体。GEMS将在2020年代初与NASA的Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO) 和ESA的Sentinel-4一起形成GEO空气质量卫星星座，由地球观测卫星委员会（CEOS）协调。