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全球氣候變化是當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)面臨的主要挑戰(zhàn)之一，全球變暖、海平面上升、極端天氣發(fā)生的頻率和強(qiáng)度增加的氣候問(wèn)題對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)與生活造成的影響越來(lái)越大。減少溫室氣體排放也已經(jīng)成為各國(guó)的共識(shí)，包括我國(guó)在內(nèi)的多國(guó)政府都制定了減排目標(biāo)，并出臺(tái)了一系列政策。同時(shí)用于評(píng)估政策有效性的溫室氣體排放量核算體系也逐漸構(gòu)建并完善。
碳監(jiān)測(cè)是溫室氣體排放量核算體系的基礎(chǔ)，能夠獲取溫室氣體的濃度、排放強(qiáng)度以及碳匯狀況等數(shù)據(jù)，為研究氣候變化及制定相應(yīng)對(duì)策措施提供重要支撐。目前針對(duì)二氧化碳排放監(jiān)測(cè)已經(jīng)有多種方法。在大尺度監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)碳排放上，碳衛(wèi)星具有顯著優(yōu)勢(shì)。
我國(guó)在2016年發(fā)射了世界第三顆溫室氣體衛(wèi)星，用于高精度監(jiān)測(cè)全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比。中國(guó)碳衛(wèi)星搭載了兩大載荷，主載荷“高光譜分辨率大氣二氧化碳探測(cè)儀”和輔助載荷“云和氣溶膠偏振成像儀”。主載荷利用對(duì)地球反射的近紅外/短波紅外太陽(yáng)輻射探測(cè)大氣中的二氧化碳含量。
中國(guó)碳衛(wèi)星主要進(jìn)行全球碳收支的空間定量監(jiān)測(cè)。但近日，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所中國(guó)碳衛(wèi)星研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合芬蘭氣象研究所團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)碳衛(wèi)星觀測(cè)定量識(shí)別和計(jì)算城市碳排放，這是中國(guó)碳衛(wèi)星首次進(jìn)行城市級(jí)別碳排放監(jiān)測(cè)。
在研究中，研究人員選取了我國(guó)唐山和日本東京兩個(gè)案例，聯(lián)合使用中國(guó)碳衛(wèi)星二氧化碳觀測(cè)數(shù)據(jù)和歐洲哨兵衛(wèi)星的二氧化氮觀測(cè)數(shù)據(jù)，定量計(jì)算了人為碳排放和NO2的相關(guān)性。計(jì)算結(jié)果和排放清單給出的結(jié)果一致，證實(shí)我國(guó)已經(jīng)具備空間監(jiān)測(cè)人為活動(dòng)碳排放的能力。
全球二氧化碳排放量約有70%以上來(lái)自城市，因此針對(duì)城市的碳排放監(jiān)測(cè)對(duì)于減排控制非常重要。碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星直接觀測(cè)大氣二氧化碳濃度，難以區(qū)分二氧化碳的來(lái)源是否來(lái)自人類(lèi)排放。與歐洲哨兵衛(wèi)星的聯(lián)動(dòng)通過(guò)與人為二氧化碳排放具有較強(qiáng)同源性的二氧化氮的同步監(jiān)測(cè)，使碳衛(wèi)星能夠?qū)Τ鞘械亩趸既藶榕欧抛龀鲇行ПO(jiān)測(cè)，將城市碳排放監(jiān)測(cè)帶入衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的新階段。
據(jù)了解，我國(guó)科技部國(guó)家遙感中心在2020年初與歐洲空間局簽署了溫室氣體遙感監(jiān)測(cè)合作協(xié)議。在此協(xié)議下，中國(guó)碳衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為歐洲空間局第三方衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲得應(yīng)用。與歐洲哨兵衛(wèi)星的聯(lián)合使用也是在該協(xié)議下進(jìn)行。中國(guó)碳衛(wèi)星在全球碳監(jiān)測(cè)體系中逐漸發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。
我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始下一代碳衛(wèi)星的論證設(shè)計(jì)工作，新一代衛(wèi)星不僅將提升探測(cè)能力，還將綜合二氧化氮觀測(cè)能力，從而具備獨(dú)立的人為碳排放量測(cè)算能力。同時(shí)下一代碳衛(wèi)星作為一個(gè)天基系統(tǒng)還將每天多次覆蓋一個(gè)城市或點(diǎn)源，進(jìn)一步提升我國(guó)的碳監(jiān)測(cè)能力，為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)的節(jié)能減排政策服務(wù)。
原標(biāo)題：碳衛(wèi)星“首戰(zhàn)告捷” 城市二氧化碳排放監(jiān)測(cè)進(jìn)入新時(shí)代
