中國自2020年9月提出“碳中和”“碳達峰”雙碳目標以來，如何開展監測并逐步實現目標備受關注。
來自中國科學院大氣物理研究所(中科院大氣所)的最新消息說，該所劉毅研究團隊近日在專業學術期刊《大氣科學進展》發表最新研究成果論文，介紹“中國第一顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星——中國碳衛星(TanSat)首個全球碳通量數據，助力中國雙碳目標和全球盤點行動”透露，基于中國碳衛星的大氣二氧化碳含量觀測，研究團隊利用先進的碳通量計算系統，已獲取中國碳衛星首個全球碳通量數據集。
劉毅研究員表示，這是一個里程碑式的結果，也是整個中國碳衛星團隊近10年科技攻關的最終應用成果，標志中國已具備全球碳收支的空間定量監測能力，也是國際上繼日本、美國之后的第三個具備全球碳收支空間定量碳監測技術的國家。同時，全球盤點有助于了解溫室氣體減排、增匯等行動對氣候變化趨勢的影響，中國碳衛星為全球統一、無偏差的碳收支核算奠定了科技基礎。
論文第一作者、中科院大氣所副研究員楊東旭指出，衛星遙感由于特殊的觀測方式，決定了其可以在二氧化碳全球觀測中發揮較大作用，特別是在全球覆蓋高分辨率的觀測上“看的廣、看的清”。衛星遙感觀測和高性能計算機模擬相結合，可實現更精準的全球碳收支空間定量監測能力。
他介紹說，中國碳衛星2016年12月下旬成功發射升空并在軌運行，成為國際第三顆溫室氣體衛星，其目標是實現全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比(即大氣二氧化碳濃度)的高精度監測，為碳排放科學研究提供衛星觀測數據資料。作為一顆近極地太陽同步軌道衛星，中國碳衛星飛行高度約700公里，每天繞地球飛行約14圈，搭載有主載荷“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”，其中，高光譜分辨率大氣二氧化碳探測儀利用對地球反射的近紅外/短波紅外太陽輻射，對大氣中二氧化碳的含量進行探測。
論文通訊作者、中科院大氣所王婧博士強調，數據質量特別是觀測精度，是制約衛星數據有效應用的瓶頸，二氧化碳的衛星監測精度需求高于0.5%，這在衛星大氣成分遙感領域中是非常高的要求。中國碳衛星的首幅二氧化碳分布數據，在衛星完成在軌測試后，由中科院大氣所依靠自主研發的反演系統獲取并向全球公開發布，經過科研人員持續改進數據質量和反演算法，目前其最新一版數據產品偏差和探測精度已躋身于全球領先水平。
她說，研究團隊利用中國碳衛星觀測資料估算出12個月(2017年5月至2018年4月)的全球陸地碳凈通量，其結果與利用日本、美國的碳衛星資料的結果大體一致，這既表明中國首顆碳衛星具有全球碳通量監測的能力，也為進一步使用中國碳衛星觀測資料來量化地-氣碳交換的深入研究奠定了基礎。
2020年，中國科技部國家遙感中心和歐洲空間局簽署溫室氣體遙感監測合作協議，推動中國碳衛星加入歐洲空間局第三方衛星數據應用計劃，也表明中國碳衛星及其觀測數據開始逐步走向世界。
劉毅表示，首顆碳衛星已在空間溫室氣體高精度監測領域實現中國從無到有的第一步，在此基礎上，面向未來的中國新一代天基碳監測系統的設計工作已經開始，相信中國新一代碳衛星具備更全面、更有效的探測能力，將更好地服務于中國雙碳目標的監測需求，聯合其他國家的溫室氣體衛星開展協同觀測，還將共同實現國際社會的盤點(盤點各國的實際行動在減緩氣候變化中的貢獻)需求，助力人類命運共同體實現“碳中和”。 (記者 孫自法)
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