一座大氣監測超級站，如何“數”立標桿？
【谷騰環保網訊】粉墻黛瓦、青石板巷，烏篷船搖，臨水連廊。古樸，是烏鎮的傳統底色。
每秒100萬億次超算，全流程、全體系數字保障空氣質量。數字化，是浙江省烏鎮大氣監測超級站（簡稱烏鎮超級站）的鮮明標識。
在江南古典韻味與現代互聯網風范深入融合的烏鎮互聯網國際會展中心，記者見到了烏鎮超級站的真容。
圖為浙江省烏鎮大氣監測超級站所在的烏鎮互聯網國際會展中心6號館。
大氣污染成因一站式數智化診斷
“大氣監測不能只關注污染物濃度，當PM2.5呈現高值時，我們就需要找到污染源頭，污染源是交通源、生活源還是工業源？是本地生成還是傳輸影響？常規監測站點能實現污染物濃度監測，卻難以進一步分析。”浙江省生態環境監測中心負責人田旭東介紹道。
大氣監測超級站應運而生。其中，“超級”二字體現在監測儀器設備先進性、多元化，更具綜合性，可以為科學問診污染成因、實現城市環境空氣質量精細化預報提供技術支撐。
在我國大氣污染防治的歷程中，大氣監測超級站的運用并非新鮮事物。
但烏鎮超級站坐落于世界互聯網大會的永久會址，在世界互聯網大會烏鎮峰會“強力磁場”的作用下，烏鎮超級站也乘“數”而上，自站點建設至2023年11月啟動以來，浙江省、嘉興市、桐鄉市就以打造數智型核心超級站為目標，為其他大氣監測超級站的建設“數”立了智慧標桿。
“在全國范圍內，烏鎮超級站的監測儀器幾乎是最先進的。站點共配備儀器40余套，具備常規六參數、顆粒物化學組分、光化學、大氣氧化性、高時間分辨率顆粒物化學物理特性的耦合監測、高時間分辨率VOCs溯源、顆粒物和臭氧傳輸、溫室氣體監測及相應的質控設備。”田旭東向記者介紹烏鎮超級站的先進性，“這里的監測因子也是最全的，可以監測500余種大氣環境因子。而且設備以自動化為主，通過這些設備，加強了對大氣復合污染過程、關鍵因子識別、組分分析、溯源追蹤和形成機制等研究型監測能力。”
“正是這些技術優勢，讓烏鎮超級站可以綜合利用多參數、高精度、立體化的監測儀器，協同分析，及時發現問題，對污染物精準溯源，揪出污染‘元兇’。”田旭東說。
作為全國面積最大的超級站，烏鎮超級站的總面積達到了1057平方米，卻并不依賴許多管理人員進行維護工作。
進入超級站，一塊屏幕上展示了監測設備的狀態，顯示儀器狀態、環境溫度以及實時數據。這是烏鎮超級站的智慧站房管理系統，讓這座面積達1057平方米的全國最大超級站可以實現最大程度的自動化管理。
管理系統可以自動獲取設備狀態數據，實現監測數據全過程采集、全周期監控，站房也可以自行識別并調節溫度等環境狀態，確保各設施穩定運行。
為了使數據精準有效，往往監測數據還需要歷經多道質控程序。在烏鎮超級站，首個數據“審核官”的身份也很特殊——AI算法。
“AI會先將一些異常的高值低值（如儀器質控、異常低值）進行判定、初篩，實現數據自動質控。數據異常時，將會推送給線下運維保障工作人員進行處理，實現智能雙向審核，探索從人工審核走向智慧審核。”田旭東說道。
激活全省大氣監測網絡，支撐長三角大氣污染聯防聯控
獨木難支，合抱成林。
一個大氣監測超級站難以監測和解決區域內空氣污染的所有機理研究問題。只有形成“一張網”，與其他點位互為驗證，才能更好發揮作用。
目前，浙江省建成集地面監測、走航巡測、雷達探測和空間遙感等技術為一體的大氣復合污染立體監測網絡，各類環境空氣自動監測站點達1800余個。
其中，包含以烏鎮超級、塘雅超級站、善西超級站為核心、51個各類功能性站位為主體的大氣復合污染科學觀測網；由171個縣級以上城市環境空氣質量自動監測站組成的城市環境空氣質量監測網；由50個交通站、96個工業園區站和1200個鄉鎮站等構成的大氣環境污染監控評估網。
圖為浙江省大氣復合污染立體監測網絡。
“烏鎮超級站可以協同聯動浙江省大氣復合污染立體監測網絡中監測站點，厘清大氣復合污染形成機制并溯源追蹤；同時，開展預測預報及防控對策成效評估，更好地服務政府環境管理、環境執法、環境決策等工作。”田旭東說。
對1800余站點監測數據處理并非易事。而烏鎮超級站緊鄰烏鎮互聯網之光博覽中心，國家超算烏鎮中心為其提供了“智腦”支撐，也為海量數據的處理提供了保障。
據了解，這些海量數據已全部接入浙江省“生態環境大腦”，通過數字化融合分析系統，實現大氣環境質量“監測、預報、溯源、排查、執法、閉環、評估”全流程數字保障。
“烏鎮超級站全面科學支撐了我省大氣污染防治精準施策和應急管控。2024年4月—7月，浙江省空氣質量持續改善，PM2.5月均濃度創有歷史監測數據以來同期最好。”田旭東說。
烏鎮超級站還位于浙江和江蘇兩省三市的交界地帶，是省界、市界的大氣傳輸通道，可以為長三角的空氣質量監測提供樣本。
“烏鎮超級站帶動了浙江省、長三角地區區域環境空氣質量監測綜合能力的整體躍升。今年以來，長三角協作辦3次發送污染天氣聯合應對的工作提示。在生態環境部指導下，浙江省聯合長三角省（市），在大氣污染治理、監測預報、污染天氣應對等方面協同發力，共同改善區域空氣質量，烏鎮超級站在其中也發揮了重要作用。”田旭東說。
圖為烏鎮超級站一層的會議室，當重大活動環境保障及污染應急處置時，十幾名來自各地的生態環境監測人員每天將在此開會，進行研判分析。
業務監測和科學觀測并重
烏鎮超級站的啟用不僅為治氣精準施策提供了重要參考，也為促進生態環境監測領域科學研究、人才培養提供了全新平臺。
“氣象因素到底對污染有多大的影響？空氣質量改善了，到底是天幫忙還是人努力?”
大氣污染的去氣象影響是浙江省生態環境監測中心博士后巫陽的研究方向之一。
“我們可以通過烏鎮超站‘天地空’一體化的監測數據，結合模式模擬技術，量化氣象條件對大氣污染過程的貢獻率；在此基礎上，將歷史時期的污染過程與天氣型進行匹配，形成歷史案例庫，支撐大氣污染過程精細化預報預警。”巫陽介紹。
監測要素多、技術先進、功能齊全、覆蓋面廣的多重優勢，讓烏鎮超級站成為很多大氣監測工作者的向往之地。
這些優勢也讓巫陽信心倍增。“烏鎮超級站有這么先進的儀器，無論是對于業務工作還是科學研究，增強了我們的信心，支撐我們生態環境監測人員攻堅克難、勇攀高峰。”巫陽說。
眼下，烏鎮超級站的科研成果亮點紛呈。已在研科技部國家重點研發計劃1項，國家自然科學基金1項。依托超站監測數據，已產生相關國內領先科研成果，包括對氣溶膠生成機制研究、識別能見度的關鍵驅動因素、以及黑炭老化及其光學效應研究等8篇論文成果。
圖為烏鎮超級站內的監測儀器。
據了解，烏鎮超級站今后還將加強與高校及科研院所的合作，聯合開展大氣觀測試驗，定期展開學術交流會，提升超站的觀測能力和研究水平。同時，還將面向公眾開放，與地方政府或社會團體聯合共建科普基地，發揮科普服務作用。
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