中國(guó)碳衛(wèi)星獲取首個(gè)全球碳通量數(shù)據(jù)集 相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《大氣科學(xué)進(jìn)展》雜志
8月15日,記者從中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所獲悉,基于我國(guó)第一顆全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星中國(guó)碳衛(wèi)星的大氣二氧化碳含量觀測(cè)數(shù)據(jù),來(lái)自該所等單位的研究人員利用先進(jìn)的碳通量計(jì)算系統(tǒng),獲取了中國(guó)碳衛(wèi)星首個(gè)全球碳通量數(shù)據(jù)集。這是一個(gè)里程碑式的結(jié)果,標(biāo)志著我國(guó)具備了全球碳收支的空間定量監(jiān)測(cè)能力,是國(guó)際上繼日本、美國(guó)之后的第三個(gè)具備該技術(shù)的國(guó)家。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《大氣科學(xué)進(jìn)展》雜志。
二氧化碳是地球大氣的重要組成部分,因其會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的溫室效應(yīng),被認(rèn)為是造成氣候變化的關(guān)鍵原因。為減緩二氧化碳過(guò)度排放造成的氣候變化,1992年以來(lái),《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》逐步對(duì)各國(guó)碳排放狀態(tài)加強(qiáng)約束。《巴黎協(xié)定》提出,2023年起,每五年進(jìn)行一次全球盤(pán)點(diǎn)的計(jì)劃,以評(píng)估各國(guó)的實(shí)際行動(dòng)在減緩氣候變化中的貢獻(xiàn)。
“隨著大氣探測(cè)和模型模擬技術(shù)的飛速發(fā)展,通過(guò)大氣二氧化碳濃度觀測(cè)溯源碳排放的方法,被認(rèn)為是評(píng)估溫室氣體減排成果的有效方法。”中科院大氣所副研究員楊東旭說(shuō)。
大氣二氧化碳濃度測(cè)量法依賴(lài)于觀測(cè)和模擬。在觀測(cè)方面,衛(wèi)星遙感由于特殊的觀測(cè)地點(diǎn)和方式,可以在二氧化碳全球觀測(cè)中發(fā)揮較大作用,特別是在全球覆蓋高分辨率的觀測(cè)上,能夠做到看得廣、看得清;而模擬則主要是通過(guò)大氣輸送模型,利用高性能計(jì)算機(jī),模擬出大氣二氧化碳傳輸過(guò)程和每一個(gè)時(shí)刻、每一個(gè)地方大氣二氧化碳的含量。
為了觀測(cè)大氣中的二氧化碳濃度,日本于2009年成功發(fā)射了國(guó)際上第一顆溫室氣體專(zhuān)用探測(cè)衛(wèi)星GOSAT,美國(guó)OCO-2緊隨其后,于2014年發(fā)射升空。2016年12月22日,中國(guó)碳衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射升空并在軌運(yùn)行,成為國(guó)際第三顆溫室氣體衛(wèi)星,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)全球大氣二氧化碳濃度的高精度監(jiān)測(cè),為碳排放科學(xué)研究提供衛(wèi)星資料。
“有了自己的碳衛(wèi)星以后,對(duì)于某一個(gè)時(shí)刻、某一個(gè)地方的二氧化碳含量,我們會(huì)得到一個(gè)觀測(cè)值和一個(gè)模擬值。這兩個(gè)數(shù)據(jù)必然會(huì)存在差異。為了減小誤差,我們會(huì)使用‘數(shù)據(jù)同化’法,得到最接近真實(shí)的數(shù)值。”楊東旭說(shuō)。
這項(xiàng)研究中,研究人員將碳同化系統(tǒng)與全球化學(xué)輸送模式相結(jié)合,成功同化衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)值與模擬數(shù)值,得到了最接近真實(shí)情況的數(shù)值。研究結(jié)果表明,與先驗(yàn)通量相比,不確定度減少了30%—50%。
更重要的是,利用中國(guó)碳衛(wèi)星觀測(cè)資料,科研人員估算了2017年5月至2018年4月共12個(gè)月的全球陸地碳凈通量。估算結(jié)果與利用日本GOSAT衛(wèi)星和美國(guó)OCO-2衛(wèi)星資料的估算結(jié)果大體一致。這表明我國(guó)首顆碳衛(wèi)星具有了全球碳通量監(jiān)測(cè)的能力。
對(duì)此,楊東旭表示,中國(guó)碳衛(wèi)星是我國(guó)第一代溫室氣體監(jiān)測(cè)專(zhuān)用衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了空間溫室氣體高精度監(jiān)測(cè)的從無(wú)到有,邁開(kāi)了重要且艱難的第一步。未來(lái),我國(guó)將以碳衛(wèi)星的研究成果為基礎(chǔ),研發(fā)新一代的溫室氣體監(jiān)測(cè)衛(wèi)星,服務(wù)于全球和我國(guó)雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。(記者 陸成寬)
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