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杜安環(huán)保
全球氣候變化是當今人類社會面臨的主要挑戰(zhàn)之一，全球變暖、海平面上升、極端天氣發(fā)生的頻率和強度增加的氣候問題對人類的生產(chǎn)與生活造成的影響越來越大。減少溫室氣體排放也已經(jīng)成為各國的共識，包括我國在內(nèi)的多國政府都制定了減排目標，并出臺了一系列政策。同時用于評估政策有效性的溫室氣體排放量核算體系也逐漸構(gòu)建并完善。
碳監(jiān)測是溫室氣體排放量核算體系的基礎，能夠獲取溫室氣體的濃度、排放強度以及碳匯狀況等數(shù)據(jù)，為研究氣候變化及制定相應對策措施提供重要支撐。目前針對二氧化碳排放監(jiān)測已經(jīng)有多種方法。在大尺度監(jiān)測區(qū)域內(nèi)碳排放上，碳衛(wèi)星具有顯著優(yōu)勢。
我國在2016年發(fā)射了世界第三顆溫室氣體衛(wèi)星，用于高精度監(jiān)測全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比。中國碳衛(wèi)星搭載了兩大載荷，主載荷“高光譜分辨率大氣二氧化碳探測儀”和輔助載荷“云和氣溶膠偏振成像儀”。主載荷利用對地球反射的近紅外/短波紅外太陽輻射探測大氣中的二氧化碳含量。
中國碳衛(wèi)星主要進行全球碳收支的空間定量監(jiān)測。但近日，中國科學院大氣物理研究所中國碳衛(wèi)星研究團隊聯(lián)合芬蘭氣象研究所團隊利用中國碳衛(wèi)星觀測定量識別和計算城市碳排放，這是中國碳衛(wèi)星首次進行城市級別碳排放監(jiān)測。
在研究中，研究人員選取了我國唐山和日本東京兩個案例，聯(lián)合使用中國碳衛(wèi)星二氧化碳觀測數(shù)據(jù)和歐洲哨兵衛(wèi)星的二氧化氮觀測數(shù)據(jù)，定量計算了人為碳排放和NO2的相關性。計算結(jié)果和排放清單給出的結(jié)果一致，證實我國已經(jīng)具備空間監(jiān)測人為活動碳排放的能力。
全球二氧化碳排放量約有70%以上來自城市，因此針對城市的碳排放監(jiān)測對于減排控制非常重要。碳監(jiān)測衛(wèi)星直接觀測大氣二氧化碳濃度，難以區(qū)分二氧化碳的來源是否來自人類排放。與歐洲哨兵衛(wèi)星的聯(lián)動通過與人為二氧化碳排放具有較強同源性的二氧化氮的同步監(jiān)測，使碳衛(wèi)星能夠?qū)Τ鞘械亩趸既藶榕欧抛龀鲇行ПO(jiān)測，將城市碳排放監(jiān)測帶入衛(wèi)星監(jiān)測的新階段。
據(jù)了解，我國科技部國家遙感中心在2020年初與歐洲空間局簽署了溫室氣體遙感監(jiān)測合作協(xié)議。在此協(xié)議下，中國碳衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)作為歐洲空間局第三方衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲得應用。與歐洲哨兵衛(wèi)星的聯(lián)合使用也是在該協(xié)議下進行。中國碳衛(wèi)星在全球碳監(jiān)測體系中逐漸發(fā)揮出越來越大的作用。
我國已經(jīng)開始下一代碳衛(wèi)星的論證設計工作，新一代衛(wèi)星不僅將提升探測能力，還將綜合二氧化氮觀測能力，從而具備獨立的人為碳排放量測算能力。同時下一代碳衛(wèi)星作為一個天基系統(tǒng)還將每天多次覆蓋一個城市或點源，進一步提升我國的碳監(jiān)測能力，為進一步推進我國的節(jié)能減排政策服務。
原標題：碳衛(wèi)星“首戰(zhàn)告捷” 城市二氧化碳排放監(jiān)測進入新時代
