網(wǎng)友解答: 為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化、全面監(jiān)測(cè)全球CO2濃度分布情況，我國發(fā)射了首顆CO2觀測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)全球氣候變化、全面監(jiān)測(cè)全球CO2濃度分布情況，我國發(fā)射了首顆CO2觀測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(fù)著怎樣的使命？到底有什么作用？

身負(fù)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(jiǎn)單點(diǎn)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(dòng)嚴(yán)重干擾氣候系統(tǒng)。為了達(dá)到《巴厘路線圖》的“三可”量化減排目標(biāo)（可測(cè)量、可報(bào)告、可核查）和相應(yīng)的計(jì)量方法，各國政府都迫切希望科學(xué)家們能拿出切實(shí)可行的測(cè)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(cè)技術(shù)成為“嗅碳”的首要突破點(diǎn)，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(cè)衛(wèi)星“呼吸”號(hào)（GOSAT）衛(wèi)星，另一個(gè)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(jì)劃的支持下“全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項(xiàng)目（中國碳衛(wèi)星）正式立項(xiàng)。項(xiàng)目目標(biāo)研制并發(fā)射一顆“以高光譜CO2探測(cè)儀、多譜段云與氣溶膠探測(cè)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(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”，建立高光譜衛(wèi)星地面數(shù)據(jù)處理與驗(yàn)證系統(tǒng)，形成對(duì)全球、中國及其它重點(diǎn)地區(qū)大氣CO2濃度監(jiān)測(cè)能力，監(jiān)測(cè)精度達(dá)到1-4ppm。

一身過硬本領(lǐng)

碳衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)大氣溫室氣體探測(cè)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(duì)吸收光譜的強(qiáng)弱進(jìn)行嚴(yán)格定量測(cè)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(jì)算出衛(wèi)星在觀測(cè)路徑上CO2的柱濃度。

通過對(duì)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(shí)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(cè)儀。CO2探測(cè)儀采用大面積衍射光柵對(duì)吸收光譜進(jìn)行細(xì)分，能夠探測(cè)2.06μm、1.6μm、0.76μm 三個(gè)大氣吸收光譜通道，最高分辨率達(dá)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(gè)好漢三個(gè)幫，碳衛(wèi)星另一臺(tái)載荷——多譜段云與氣溶膠探測(cè)儀可以測(cè)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(cè)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(bào)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(shí)現(xiàn)全球觀測(cè)，還需要衛(wèi)星平臺(tái)實(shí)現(xiàn)靈活的觀測(cè)模式。CO2探測(cè)儀與衛(wèi)星平臺(tái)配合，通過主平面天底和耀斑兩種主要觀測(cè)模式，才能對(duì)全球陸地和海面路徑上CO2的吸收光譜進(jìn)行精確測(cè)量。為保證在軌獲取光譜數(shù)據(jù)的精度，載荷需要進(jìn)行對(duì)日、對(duì)月定標(biāo)，這也需要衛(wèi)星平臺(tái)頻繁調(diào)整姿態(tài)、翩翩起舞。中國碳衛(wèi)星絕對(duì)是地球之上的靈魂舞者。

碳衛(wèi)星發(fā)射運(yùn)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(jìn)行高精度的全球CO2分布反演計(jì)算，才能最終成為全球CO2觀測(cè)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(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項(xiàng)目。以二氧化碳遙感監(jiān)測(cè)為切入點(diǎn)，研制并發(fā)射以高光譜二氧化碳探測(cè)儀、多譜段云與氣溶膠探測(cè)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(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(cè)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(shí)也是這顆衛(wèi)星未來業(yè)務(wù)運(yùn)行的業(yè)主單位，負(fù)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(shí)22分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱“碳衛(wèi)星”）發(fā)射升空。