氨气(Ammonia)，化学式为NH3，是一种无色、有强烈的刺激气味的无机化合物。大气中氨的含量很少，背景值浓度为小于10×10^-6，是大气中最重要的碱性气体，在地球生物氮循环中扮演重要角色。随着工业化进程的加快，包括车辆尾气的排放、化石燃料的燃烧等生产活动，空气中氨含量增加，造成氨污染。
氨可与酸性气体快速反应，生成硫酸铵和硝酸铵等二次气溶胶，是雾-霾期间大气细颗粒物PM2.5的主要污染成分。铵盐气溶胶还会通过散射影响太阳辐射，从而破坏地球辐射收支平衡，引起地球气候变化，因此亟需实现对氨气的全球监测。
然而，传统的氨气浓度获取主要依赖于地面原位观测，很难满足氨气高空间分布的要求，尤其是极地、沙漠、海洋、森林等地的数据获取困难。红外高光谱大气探测仪可以很好地捕捉全球氨气高值区，例如印度、西非等存在大量氨气排放的地区，可获得风云气象卫星大气氨气柱分布图。我国自主研制的风云三号系列气象极轨卫星(FY3)从其第四颗星开始(风云三号D星、E星、F星)搭载了红外高光谱大气探测仪，为国产卫星实现氨气全球探测提供了可能。
中国科学院大气物理研究所副研究员周敏强和中国气象局研究员张兴赢合作攻关，通过挖掘分析风云气象极轨卫星上搭载的红外高光谱大气探测仪(HIRAS/FY-3D)观测光谱的特点，探索建立了一套适用于风云卫星氨气柱浓度的全物理反演算法，并成功获得风云气象卫星首幅大气氨气柱全球分布图。
为了论证风云卫星氨气观测资料的可靠性，他们将HIRAS/FY-3D观测结果与欧洲Metop-B卫星上搭载的IASI卫星的氨气反演结果进行比对，并获得了较好的一致性(R：0.28-0.73)，两者相差在其反演误差范围内。该研究首次实现国产风云极轨卫星氨气浓度全球探测，证明了风云气象卫星已经具备了热红外高光谱定量探测全球氨气浓度的能力，对于未来利用国产卫星发展实现对全球微量大气化学成分的高精度定量遥感监测具有重要指导意义。
来源：中国气象报社