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我国首颗碳卫星发射成功 可监测全球二氧化碳浓度

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央广网酒泉12月22日消息(记者潘毅 黄光辉)据中国之声《新闻纵横》报道,今天(22日)凌晨3时22分,我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星,在酒泉卫星发射中心成功发射升空,这是继日本、美国之后的世界上第三颗专用于监测全球大气二氧化碳分布的碳卫星。这颗碳卫星重达620公斤,在距地球700公里的太阳同步轨道上运行,能够精细测量二氧化碳分子的光谱吸收线,反演出大气二氧化碳浓度,定期形成地球二氧化碳的“体检报告”。

央广网酒泉12月22日消息(记者潘毅 黄光辉)据中国之声《新闻纵横》报道,今天(22日)凌晨3时22分,我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星,在酒泉卫星发射中心成功发射升空,这是继日本、美国之后的世界上第三颗专用于监测全球大气二氧化碳分布的碳卫星。这颗碳卫星重达620公斤,在距地球700公里的太阳同步轨道上运行,能够精细测量二氧化碳分子的光谱吸收线,反演出大气二氧化碳浓度,定期形成地球二氧化碳的“体检报告”。

二氧化碳是全球大气中最主要的温室气体成分之一,在全球气候变化中扮演重要角色。由于煤和石油等化石能源的大规模使用,以及毁林、土地过度开垦等人类活动,全球温室气体排放量持续增加。虽然近年来不少国家纷纷做出二氧化碳减排承诺,但每个国家每年有多少碳排放还是一笔糊涂账。“嗅碳”卫星嗅觉真的灵敏吗?又能否把碳排放这笔糊涂账算清楚?

作为我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星,利用高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪、多谱段云与气溶胶探测仪等探测设备,通过地面数据接收、处理与验证系统,可以定期获取全球二氧化碳分布图,监测精度可以达到1-4ppm。碳卫星首席应用科学家、中国气象局国家卫星气象中心总工程师卢乃锰解释,两个载荷联合工作,不仅可以反演出二氧化碳的柱浓度,而且可以把云、气溶胶的信息反演出来。这种信息的综合使用,对分析碳源汇、气候变化,都会产生非常重要的影响。

联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告显示,由于人类活动的影响,主要温室气体二氧化碳和甲烷的浓度已经上升到2500万年以来的最高值,并且依然呈上升趋势,地表温度也在逐年升高。温室效应正直接威胁着全人类的生存和发展。精确监视全球二氧化碳的排放状况已成为有效开展气候变化研究和应对的迫切需求。卢乃锰介绍,二氧化碳是全球变暖的一个元凶。在过去的150年,全球的二氧化碳浓度从280个PPM上升到400PPM。对它的准确监测,无论是对科学研究,还是对经济的发展都非常重要。

采集大气中二氧化碳浓度的相关数据,全球地面都设有观测点,而且地面观测的绝对精度要高于卫星观测,但是地面观测不能解决全球大气碳含量的空间分布问题,更不能监测到海洋上空大气二氧化碳的含量,因此,科学家们把目光瞄准了太空。卢乃锰指出,“截至我们碳卫星立项时,全球真正用于二氧化碳观测的站点只有200多个,相当于几十万平方公里可能才有一两个点,这种观测无法完全描述出全球二氧化碳的分布,更无法描述出全球二氧化碳从哪儿来、吹到哪儿去,必须要通过空间观测手段,完成二氧化碳监测的目标。”

为了给地球二氧化碳排放情况作更加精准全面的“体检”,这颗碳卫星有好几种观测模式。“耀斑观测模式”利用太阳在海面的镜面反射提高信噪比,获取海面上空的二氧化碳数据。“天底探测模式”利用地面的漫反射特性开展地面二氧化碳的观测,还需要对日定标、对月定标和对地定标。多种观测模式交互进行,要求碳卫星不断调整姿势。科技部国家遥感中心总工程师李加洪介绍,这个碳卫星上天之后,像跳华尔兹舞一样,灵敏度非常高,技术创新是背后支撑。

每16天,碳卫星会对地球进行一次全面体检。这些检测数据并不是直接可用的二氧化碳浓度分布,需要经过大气物理学家进行高精度的反演计算,最终才能成为全球二氧化碳观测数据产品并共享发布。地面应用系统总设计师杨忠东解释,“首先要把数据完整及时收下来;其次要做一系列的处理,精度要求非常高,只有精确观测数据才能保证科技部要求我们的4PPM的反演精度。我们在全国范围内建立了6个地际观测站,作为一个验证手段。我们碳卫星数据向所有用户开放,并且建立数据服务系统,保证及时准确向所有的用户包括世界用户提供我们的一级数据、二级产品,让他们做更多关于气候变化、碳源碳汇方面的研究。”

这颗在太空中监测碳排放的卫星,是继日本GOSAT卫星和美国OCO-2卫星之后的第三颗全球“嗅碳”卫星,它成功研制和后续在轨稳定运行,将使我国初步形成针对重点地区乃至全球大气二氧化碳浓度监测能力,具有重要意义。碳卫星系统总设计师、中科院研究员尹增山表示,这颗碳卫星的发射,可以使我国在高光谱大气二氧化碳浓度观测方面达到国际先进水平。可以使我国掌握二氧化碳在全球的流动规律。通过监测数据为我国将来的大气治理工作提供科学依据。同时为全球应对气候变化作出中国的贡献,提升中国在碳排放问题上的国际话语权。