網(wǎng)友解答: 為了應(yīng)對全球氣候變化、全面監(jiān)測全球CO2濃度分布情況，我國發(fā)射了首顆CO2觀測科學(xué)實驗衛(wèi)星TANSAT，這是暨日本GOSAT衛(wèi)星和美國OCO2衛(wèi)星之后的第三顆全球“嗅碳”衛(wèi)星

為了應(yīng)對全球氣候變化、全面監(jiān)測全球CO2濃度分布情況，我國發(fā)射了首顆CO2觀測科學(xué)實驗衛(wèi)星TANSAT，這是暨日本GOSAT衛(wèi)星和美國OCO2衛(wèi)星之后的第三顆全球“嗅碳”衛(wèi)星。

這顆碳衛(wèi)星肩負著怎樣的使命？到底有什么作用？

身負光榮使命的碳衛(wèi)星

早在1992年世界各國即簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，簡單點說就是要將大氣CO2濃度穩(wěn)定在某一水平上以防止人類活動嚴重干擾氣候系統(tǒng)。為了達到《巴厘路線圖》的“三可”量化減排目標(biāo)（可測量、可報告、可核查）和相應(yīng)的計量方法，各國政府都迫切希望科學(xué)家們能拿出切實可行的測量方法和技術(shù)，為全球碳循環(huán)的研究提供可信的數(shù)據(jù)支持。

為了在全球和區(qū)域尺度獲取碳循環(huán)研究所需的CO2通量信息，星載CO2探測技術(shù)成為“嗅碳”的首要突破點，然而極大的技術(shù)難度使目前全球僅有兩顆衛(wèi)星在軌工作。一是日本于2009年成功發(fā)射了溫室氣體觀測衛(wèi)星“呼吸”號（GOSAT）衛(wèi)星，另一個是美國2014年發(fā)射的OCO-2衛(wèi)星。也是在2015年12月22日，美國NASA公布了首張全球CO2分布圖，其中中低緯度部分地區(qū)的大氣CO2濃度突破了400ppm。

NASA公布的首張全球CO2分布圖

2009年，國家遙感中心組織專家組開始中國碳衛(wèi)星的前期戰(zhàn)略研究工作；2011年在863計劃的支持下“全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項目（中國碳衛(wèi)星）正式立項。項目目標(biāo)研制并發(fā)射一顆“以高光譜CO2探測儀、多譜段云與氣溶膠探測儀為主要載荷的高空間分辨率和高光譜分辨率全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)試驗衛(wèi)星”，建立高光譜衛(wèi)星地面數(shù)據(jù)處理與驗證系統(tǒng)，形成對全球、中國及其它重點地區(qū)大氣CO2濃度監(jiān)測能力，監(jiān)測精度達到1-4ppm。

一身過硬本領(lǐng)

碳衛(wèi)星實現(xiàn)大氣溫室氣體探測是基于大氣吸收池原理，CO2、O2等氣體在近紅外至短波紅外波段有較多的氣體吸收，形成特征大氣吸收光譜，對吸收光譜的強弱進行嚴格定量測量，綜合氣壓、溫度等輔助信息并排除大氣懸浮微粒等干擾因素，應(yīng)用反演算法即可計算出衛(wèi)星在觀測路徑上CO2的柱濃度。

通過對全球柱濃度的序列分析，并借助數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)的一系列模型，可推演出全球CO2的通量變化（單位時間通過單位面積的CO2總量），這正是碳循環(huán)研究的核心數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

要獲取高精度的大氣吸收光譜，就要依靠碳衛(wèi)星的主載荷——高光譜與高空間分辨率CO2探測儀。CO2探測儀采用大面積衍射光柵對吸收光譜進行細分，能夠探測2.06μm、1.6μm、0.76μm 三個大氣吸收光譜通道，最高分辨率達到0.04nm，如此高的分辨率在國內(nèi)光譜儀器的研制上尚屬首次。

一個好漢三個幫，碳衛(wèi)星另一臺載荷——多譜段云與氣溶膠探測儀可以測量云、大氣顆粒物等輔助信息，為精確反演CO2濃度剔除干擾因素。

當(dāng)然，云與氣溶膠探測儀作用還不僅于此，它還可以獲取的全球尺度氣溶膠數(shù)據(jù)，這不僅可以幫助氣象學(xué)家提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性，還可以為研究PM2.5等大氣污染成因提供重要數(shù)據(jù)支撐。

碳衛(wèi)星載荷系統(tǒng)

碳衛(wèi)星最終實現(xiàn)全球觀測，還需要衛(wèi)星平臺實現(xiàn)靈活的觀測模式。CO2探測儀與衛(wèi)星平臺配合，通過主平面天底和耀斑兩種主要觀測模式，才能對全球陸地和海面路徑上CO2的吸收光譜進行精確測量。為保證在軌獲取光譜數(shù)據(jù)的精度，載荷需要進行對日、對月定標(biāo)，這也需要衛(wèi)星平臺頻繁調(diào)整姿態(tài)、翩翩起舞。中國碳衛(wèi)星絕對是地球之上的靈魂舞者。

碳衛(wèi)星發(fā)射運行后，科學(xué)數(shù)據(jù)將依托風(fēng)云系列地面接收站資源完成數(shù)據(jù)下傳。這些數(shù)據(jù)并不是直接可用的CO2濃度分布，需要經(jīng)過氣象學(xué)家進行高精度的全球CO2分布反演計算，才能最終成為全球CO2觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品并共享發(fā)布。

碳衛(wèi)星衛(wèi)星始于“全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項目。以二氧化碳遙感監(jiān)測為切入點，研制并發(fā)射以高光譜二氧化碳探測儀、多譜段云與氣溶膠探測儀為主要載荷的高空間分辨率和高光譜分辨率全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星，旨在為全球?qū)W者開展碳排放和氣候變化研究提供有益的觀測數(shù)據(jù)，為中國政府開展氣候變化談判和環(huán)境外交提供重要支撐。

中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心作為該顆衛(wèi)星的地面應(yīng)用系統(tǒng)的承研單位，同時也是這顆衛(wèi)星未來業(yè)務(wù)運行的業(yè)主單位，負責(zé)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收、處理、產(chǎn)品生成和分發(fā)以及數(shù)據(jù)同化。12月22日3時22分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星（簡稱“碳衛(wèi)星”）發(fā)射升空。