碳卫星首战告捷 城市二氧化碳排放监测进入新时代
全球气候变化是当今人类社会面临的主要挑战之一，全球变暖、海平面上升、极端天气发生的频率和强度增加的气候问题对人类的生产与生活造成的影响越来越大。减少温室气体排放也已经成为各国的共识，包括我国在内的多国政府都制定了减排目标，并出台了一系列政策。同时用于评估政策有效性的温室气体排放量核算体系也逐渐构建并完善。 碳监测是温室气体排放量核算体系的基础，能够获取温室气体的浓度、排放强度以及碳汇状况等数据，为研究气候变化及制定相应对策措施提供重要支撑。目前针对二氧化碳排放监测已经有多种方法。在大尺度监测区域内碳排放上，碳卫星具有显著优势。 我国在2016年发射了世界第三颗温室气体卫星，用于高精度监测全球大气二氧化碳柱平均干空气混合比。中国碳卫星搭载了两大载荷，主载荷“高光谱分辨率大气二氧化碳探测仪”和辅助载荷“云和气溶胶偏振成像仪”。主载荷利用对地球反射的近红外/短波红外太阳辐射探测大气中的二氧化碳含量。 中国碳卫星主要进行全球碳收支的空间定量监测。但近日，中国科学院大气物理研究所中国碳卫星研究团队联合芬兰气象研究所团队利用中国碳卫星观测定量识别和计算城市碳排放，这是中国碳卫星首次进行城市级别碳排放监测。 在研究中，研究人员选取了我国唐山和日本东京两个案例，联合使用中国碳卫星二氧化碳观测数据和欧洲哨兵卫星的二氧化氮观测数据，定量计算了人为碳排放和NO2的相关性。计算结果和排放清单给出的结果一致，证实我国已经具备空间监测人为活动碳排放的能力。 全球二氧化碳排放量约有70%以上来自城市，因此针对城市的碳排放监测对于减排控制非常重要。碳监测卫星直接观测大气二氧化碳浓度，难以区分二氧化碳的来源是否来自人类排放。与欧洲哨兵卫星的联动通过与人为二氧化碳排放具有较强同源性的二氧化氮的同步监测，使碳卫星能够对城市的二氧化碳人为排放做出有效监测，将城市碳排放监测带入卫星监测的新阶段。 据了解，我国科技部国家遥感中心在2020年初与欧洲空间局签署了温室气体遥感监测合作协议。在此协议下，中国碳卫星的观测数据作为欧洲空间局第三方卫星数据获得应用。与欧洲哨兵卫星的联合使用也是在该协议下进行。中国碳卫星在全球碳监测体系中逐渐发挥出越来越大的作用。 我国已经开始下一代碳卫星的论证设计工作，新一代卫星不仅将提升探测能力，还将综合二氧化氮观测能力，从而具备独立的人为碳排放量测算能力。同时下一代碳卫星作为一个天基系统还将每天多次覆盖一个城市或点源，进一步提升我国的碳监测能力，为进一步推进我国的节能减排政策服务。
