乐鱼,全球“嗅碳”卫星三足鼎立

时间：2024-08-29

2016在不知不觉中画下句点，转眼间2017已至。新年第一期举世版将揭开全球“嗅碳”卫星家族的奥秘面纱，带您一“碳”事实。

◆本报见习记者张倩

2016年最初几天，传来一个动静，我国成功发射全球二氧化碳监测科学尝试卫星（简称“碳卫星”）。这是我国首颗特地用在监测年夜气中二氧化碳含量的“嗅碳”卫星，方才“出世”的这颗卫星在全球“嗅碳”大师族排名老三，在这之前还日本“呼吸”号（GOSAT）和美国“轨道碳不雅测者2号”（OCO-2）。

为什么要发射“嗅碳”卫星？

日本、美国和中国连续研制“碳卫星”，这不由让人感应猎奇，为什么要经由过程卫星来追踪二氧化碳？要晓得人类今朝每一年因利用矿物燃料向地球年夜气中排放的二氧化碳跨越300亿吨，生物燃料、丛林火警和农业燃烧等行动每一年共排放二氧化碳达55亿吨。曩昔50年来，人类勾当致使的二氧化碳排放已使年夜气中的二氧化碳程度升高了近20%。科学界认为，人类勾当使天然界的碳轮回掉衡，以二氧化碳为主的温室气体是致使全球天气变暖的首要身分。是以，全球二氧化碳排放急需更切确的监测研究。

天然资本庇护委员会天气能源高级参谋杨强盛对此暗示，今朝人类对二氧化碳把握的常识系统还不健全，还很多疑问待处理，例如，二氧化碳会聚在哪一个区域、哪一个年夜气层和其在年夜气中的活动和散布纪律；温度如何影响二氧化碳活动；天然界自然排放的二氧化碳所占比例是几多，这一比例若何转变和海洋系统若何吸附二氧化碳；在地球项目学范畴的可能性，好比操纵海洋肥饶化以去除年夜气中的二氧化碳是不是具有可能，这些都可以或许由碳卫星的数据进一步证明。如许一来，即使不克不及窥一斑而见全豹，但跟着二氧化碳数据的延续更新堆集，我们的常识系统也将更将完美，从而能更科学精准有用地减缓二氧化碳对全球变暖的影响。

所以，经由过程“嗅碳”卫星来把握二氧化碳在各地域的轮回和散布环境是研究天气转变是一条捷径。

“嗅碳”家族三成员

“嗅碳”系列作为人造地球卫星中特地用在丈量地球二氧化碳浓度的卫星，丈量尺度不竭邃密化。不外，因为手艺难度极高，今朝世界上唯一3颗“嗅碳”卫星在太空中工作，别离是不雅测年夜气中二氧化碳和甲烷等浓度的日本“呼吸”号、特地丈量年夜气中二氧化碳浓度的美国“轨道碳不雅测者2号”和我国新发射的首颗碳卫星。

我国研制的这颗碳卫星，搭载了一台高光谱与高空间分辩率二氧化碳探测仪。这台探测仪的工作道理，是在可见光和近红外谱段，操纵份子接收谱线探测二氧化碳浓度。简单来讲，就是经由过程看“色彩”来辨认二氧化碳气体。由于太阳光颠末空气时，二氧化碳份子对很多邃密的色彩有了分歧水平接收，碳卫星经由过程邃密丈量其光谱接收线，进而能够经由过程光学仪器对这些色采进行很是精准的丈量，从而能反向推算出二氧化碳份子数目，终究得知年夜气中的二氧化碳浓度。

固然，除我国这颗“后起之秀”，这个卫星家族还别的两位成员。

世界首颗温室气体不雅测卫星——日本“呼吸”号就是此中一员，它在2009年1月23日发射升空，配备高精度的传感器不雅测地球上二氧化碳等温室气体的浓度。“呼吸”号一边以约100分钟一周的速度绕地球运转，一边应用搭载的高精度温室气体监测传感器对全球约5.6万个不雅测点实行不雅测，每3天便可以搜集到全数不雅测点的最新数据。

日本宇宙航空研究开辟机构暗示，在“呼吸”号发射之前，用在监测二氧化碳浓度散布的地面不雅测点数目无限，且散布不均；“呼吸”号投入工作后，科研人员得以把来自太空的全球监测数据、地面数据和模子连系，从而切确监测二氧化碳浓度散布。不但如斯，“呼吸”号还帮忙人类进一步领会地球生态系统事实能接收和释放几多二氧化碳。

比拟在日本的一鸣惊人，美国的“嗅碳”卫星研究之路则显得稍微盘曲。2009年2月，美国伎痒，测验考试发射首颗“嗅碳”卫星，但在发射升空进程中运载火箭产生毛病坠毁在南极四周海域。一时言论鼓起。

在查清缘由后，美国航天局在2014年7月2日，美国第一颗“嗅碳”卫星——“轨道碳不雅测者2号”发射升空，首要任务是监测研究地球年夜气中的二氧化碳程度。美国航天局暗示这颗卫星能够供给迄今最具体的关在二氧化碳天然来历和地球概况从年夜气中接收二氧化碳的消息，并研究它们在全球的散布环境和将来转变趋向。此中的“奥秘兵器”是3台高分辩率光谱仪，科学家能够经由过程这些仪器估算年夜气中二氧化碳等物资的相对浓度，以实现对地球年夜气二氧化碳程度更切确、周全的测算，并更正确地猜测天气转变。尔后科研人员把所获数据与经由过程地面不雅察站、飞机和其他卫星所获数据连系阐发，将新数据引入计较机模子，以领会人类勾当和天然界排放二氧化碳、和天然界接收二氧化碳的更完全消息。

我国的碳卫星降生，现在“嗅碳”家族又添一员年夜将，势必助力在减缓温室气体对天气转变的影响。

碳卫星数据能干啥？

很多人质疑经由过程碳卫星所得的数据都并不是是能够间接可用的数据，需要地面的景象形象专家反演计较才能成为可用的不雅测数据，鉴在今朝地面已具有部门的二氧化碳监测站，如许的进程是不是耗时耗力？实则否则。起首，全球二氧化碳地面不雅测站点总共唯一数百个，且只局限在不雅测部门地域，不足以周全领会全国和全球的全体二氧化碳浓度等数据，也难以知足监测需求。而经由过程卫星俯瞰绘制出的二氧化碳散布图则分歧，笼盖的规模和视角将会更广更周全。另外，杨强盛认为，经由过程“嗅碳”卫星得来的数据还能够用在现存数据模子和推算体例的批改，“嗅碳”卫星丈量精度可到达百万分之一，更精准的数据将会对数据模子和推演公式要求更高更严谨。

碳卫星手艺的应用将会惠和多个范畴。除领会地球年夜气中的二氧化碳系统常识，与另两颗“嗅碳”卫星一路获得更全的二氧化碳数据消息，也能够用在出产糊口的现实检测中。对此，杨强盛认为，碳卫星也能够应用到来岁的碳市场周全开放中。不但能够对各个地域或单元内的碳排放数据与现实的监测成果进行比力，碳卫星所绘制的散布图也能够及时监测像煤电厂如许的“排放年夜户”，从而规范他们的行动，用精准的数据将赏罚具体化，从而增进全国碳市场的不竭成长和健全。

总的来讲，我国这颗碳卫星的成功研制和后续在轨不变运转，将使我国初步构成针对当地区、全球和其他重点地域的年夜气二氧化碳浓度监测能力，弥补了我国在温室气体检测方面的手艺空白，其功效将对我国把握全球变暖的转变纪律和全球碳排放散布、提高我国在应对全球天气转变的国际话语权等方面具有主要意义。

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