碳衛(wèi)星助力城市碳排放監(jiān)測

文章來源:新華網(wǎng)碳交易網(wǎng)2022-11-11 11:32

        近日,中國科學(xué)院大氣物理研究所首次利用中國碳衛(wèi)星觀測定量識別和計算城市碳排放,這也是中國碳衛(wèi)星首次成功用于城市二氧化碳排放的定量監(jiān)測,從而實(shí)證中國碳衛(wèi)星有城市級別碳排放監(jiān)測的能力。
 
        專家介紹,利用碳監(jiān)測衛(wèi)星進(jìn)行全球人為排放的監(jiān)測更具優(yōu)越性、準(zhǔn)確性也更高,但難點(diǎn)在于,如何定量區(qū)分二氧化碳濃度變化源來自人為排放還是自然過程?;剂先紵秊槎趸既藶榕欧诺闹饕獊碓矗偷然剂系娜紵殡S排放二氧化氮,即人為排放二氧化碳和二氧化氮具有較強(qiáng)的同源性,因此,理論上通過兩者的同步監(jiān)測,就可以有效地計算出人為的碳排放量。
 
        中國碳衛(wèi)星——全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星(TanSat)是世界第三顆溫室氣體衛(wèi)星,于2016年12月22日順利發(fā)射升空并在軌運(yùn)行,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比的高精度監(jiān)測,為碳排放科學(xué)研究提供衛(wèi)星資料。它帶在“身上”的,有我國科研人員自主研發(fā)的高光譜與高空間分辨率二氧化碳探測儀、多譜段云與氣溶膠探測儀等探測設(shè)備。
 
        在研究中我們選取了我國唐山(2018年5月6日)的樣例,定量計算了人為碳排放和二氧化氮的相關(guān)性。計算結(jié)果和排放清單給出的結(jié)果一致,論證了通過聯(lián)合應(yīng)用中國碳衛(wèi)星和其它衛(wèi)星的協(xié)同觀測,可以對二氧化碳和二氧化氮的排放比例進(jìn)行定量監(jiān)測。同時,這也標(biāo)志著我國已經(jīng)具備空間監(jiān)測人為活動碳排放的能力。
 
        有了觀測數(shù)據(jù)只是第一步,接下來是數(shù)據(jù)的反演——
 
        太陽輻射在大氣中是如何傳輸?shù)??大氣散射、吸收有什么特征?中國科學(xué)院大氣物理研究所的科研團(tuán)隊研制出了中國碳衛(wèi)星二氧化碳濃度反演算法,高精度模擬,精確地刻畫,這些問題,迎刃而解。
 
        正因?yàn)橛辛诉@樣精度優(yōu)、效率高的算法,全球大氣二氧化碳含量的實(shí)時變化情況可以真實(shí)、客觀地反映出來,碳源匯的定量計算與監(jiān)測也有了依據(jù)。
 
        這顆“碳衛(wèi)星”獲得了許多優(yōu)秀的成果:2017年9月,首幅全球二氧化碳分布圖問世,平均精度達(dá)到2.11ppm;2020年,中科院大氣物理所劉毅團(tuán)隊改進(jìn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量和反演算法,將數(shù)據(jù)精度提升到1.5ppm,并獲得陸地生態(tài)系統(tǒng)日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)產(chǎn)品;2021年,獲取了中國“碳衛(wèi)星”首個全球碳通量數(shù)據(jù)集。
 
        目前,我國下一代碳衛(wèi)星的論證設(shè)計工作已經(jīng)開始,衛(wèi)星的研制工作也即將啟動。據(jù)介紹,下一代碳衛(wèi)星不僅將提高排放量估算的準(zhǔn)確性,也將同時具備協(xié)同的二氧化氮觀測能力,以用于更好地對人為碳排放量進(jìn)行獨(dú)立測算。
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