我國首顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星發射升空

　　資料圖：中國首顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星（碳衛星）在酒泉衛星發射中心發射升空（圖片來源：新華網）

　　國際在線報道（記者 柳青）：12月22日3時22分，中國首顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星（碳衛星）在酒泉衛星發射中心發射升空。這顆衛星將在天空中跳起優美的“華爾茲”舞，使中國初步形成針對重點地區乃至全球的大氣二氧化碳濃度監測能力，對充分了解全球碳循環過程及其對全球氣候變化的影響，提升中國在國際氣候變化方面的話語權具有重要意義。

　　根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（ＩＰＣＣ）第四次評估報告，由於人類活動的影響，主要溫室氣體二氧化碳和甲烷的濃度已經上升到２５００萬年以來的最高值，並且依然呈上升趨勢，地表溫度也在逐年升高。因此，精確監視全球二氧化碳的排放狀況已成為有效開展氣候變化研究和應對的迫切需求。

　　碳衛星的成功研製和後續在軌穩定運行，將使中國初步形成針對全球、中國及其他重點地區的大氣二氧化碳濃度監測能力，填補了中國在溫室氣體檢測方面的技術空白。中國科技部遙感中心總工程師李加洪介紹説，碳衛星的相關成果對中國掌握全球變暖的變化規律和全球碳排放分佈、提升在應對全球氣候變化的國際話語權等方面具有重要意義：“中國是在２００７年向全世界發佈了《中國應對氣候變化國家方案》，大家也都知道應對氣候變化，最核心的是二氧化碳。二氧化碳作為一個非常重要的溫室氣體，實際上和其他的溫室氣體還不一樣，因為和人類的活動密切相關，甚至和每個國家的經濟基礎直接相關。碳衛星是一個對地觀測的衛星，具有全球觀測的優勢，這樣我們就有可能掌握全球大氣的二氧化碳，中國積極應對氣候變化，這是一個很重要的行動，我們應該有話語權，有話語權前提就是應該知己知彼，所以我覺得碳衛星應該肩負這樣一個使命。”

　　據了解，碳衛星實現大氣溫室氣體探測是基於大氣吸收池原理。大氣在太陽光照射下，二氧化碳分子會呈現光譜吸收特性，碳衛星通過精細測量其光譜吸收線，可以反演出大氣二氧化碳濃度。碳衛星工程總體副總指揮、中科院國家空間科學中心副主任龔建村指出，碳衛星的相關載荷將使中國在大氣二氧化碳監測方面躋身國際前列：“衛星配置了高光譜和高空間解析度的二氧化碳探測儀，多譜段雲與氣溶膠探測儀，利用衛星的觀測數據，經過地面應用系統的處理，可以定期的獲得全球二氧化碳的分佈圖。”

　　在發射成功並經過半年的在軌測試後，碳衛星將正式投入運行。衛星每１６天對地球進行一次全面體檢，檢測的數據發送給地面，經過解析和處理可以最終形成不同季節、不同地區排放情況的 “體檢報告”。碳衛星項目要求大氣中二氧化碳的濃度監測精度優於４ｐｐｍ，也就是説，當大氣中二氧化碳含量變化超過百萬分之四時，碳衛星載荷就必鬚髮現。為此，中科院長春光機所製造出２００×２００毫米的大面積光柵，填補了這一領域國內技術空白。

　　科技部遙感中心總工程師李加洪表示，連同大面積光柵在內，此次發射的碳衛星實現了四個方面的技術創新：“一個創新是大面積光柵；第二就是精度高的高光譜的二氧化碳監測儀，解析度是非常高的，三個特徵波段，大概兩千多個譜段；第三個就是整個衛星姿態的敏捷程度是非常高的，碳衛星上天之後像跳華爾茲舞一樣，靈敏度非常高；第四個創新點就是整個反演模式，我們當時定的目標是要優於四個ＰＰＭ，這個反演也是難度非常大的。”

　　李加洪所説的碳衛星上天之後要跳華爾茲，是指在觀測模式上，碳衛星可以斜著看、豎著看、盯著看。由於多種觀測模式要交互進行，還要觀測太陽和月亮，進行對日、對月定標。這就相當於衛星需要不停轉換角度來完成對不同方向的觀測，就像跳優美的華爾茲。

　　衛星系統總計設計師、中科院微小衛星創新研究院研究員尹增山介紹説，這種複雜和高難度的“跳舞”觀測，讓碳衛星能夠得到更加有效的全球二氧化碳分佈信息，但是也對衛星在軌運行的穩定性提出了非常高的要求：“這個衛星在軌運行要非常穩定，因為二氧化碳在大氣中的分佈實際只有萬分之一左右，這個濃度是非常低的，我們要達到４個ＰＰＭ，也就是百萬分之四的話，相當於我們在大氣，就是這個萬分之一中要實現百分之一以內的探測，但是二氧化碳的變化也是有週期性的，所以我們儀器要求非常穩定。包括載荷、包括衛星、包括平臺都要相互配合，要考慮空間熱的問題，空間輻照的問題，退化的問題等各種問題，都要達到這個指標。”

　　據了解，碳衛星數據將載入到國家綜合地球觀測數據共享平臺，除向國內各類用戶提供數據共享服務外，還將通過全球生態環境遙感監測年度報告（ＧＥＯＡＲＣ）發佈專題報告。在國際合作方面，碳衛星數據將向地球觀測組織（ＧＥＯ）共享；通過中歐‘龍計劃’合作將與歐空局開展深度研究。

　　李加洪透露，隨著中國、歐洲碳衛星的跟進，希望以後形成多衛星聯合觀測，進一步實現對外開放、數據共享。