據中科院網(wǎng)站2月3日報道,近日,中國科學(xué)院大氣物理研究所通過(guò)地球觀(guān)測組織(GEO)年度大會(huì ),展示了中國碳衛星觀(guān)測的首幅全球二氧化碳分布圖,預示著(zhù)中國碳衛星將為氣候變化的研究提供數據支撐。該成果受到與會(huì )的美國航天局(NASA)、日本航天局(JAXA)和歐洲空間局(ESA)等國外研究機構代表的高度關(guān)注。
中國碳衛星是“十二五”期間,由科技部立項,中科院負責工程總體,中科院國家空間科學(xué)中心、中科院微小衛星創(chuàng )新研究院、中科院長(cháng)春光學(xué)精密機械與物理研究所、中科院大氣物理研究所和中國氣象局國家衛星氣象中心等多家單位共同承擔的科學(xué)實(shí)驗衛星計劃,目標是實(shí)現全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比(XCO2,下文簡(jiǎn)稱(chēng)“濃度”)的高精度監測,為碳排放科學(xué)研究提供衛星資料。2016年12月22日,中國碳衛星在酒泉衛星發(fā)射基地成功發(fā)射升空并在軌運行,成為繼日本GOSAT和美國OCO-2后,國際上第三顆具有高精度溫室氣體探測能力的衛星。
大氣所承擔中國碳衛星二氧化碳濃度反演算法研發(fā)、碳源匯同化系統研發(fā)和衛星數據的科學(xué)應用等工作。其中衛星遙感大氣二氧化碳的主要挑戰是精度要求高,干擾因素多,反演難度大。在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)“中國碳衛星”和中科院戰略性科技先導專(zhuān)項“碳專(zhuān)項”等的資助下,大氣所團隊核心成員、博士楊東旭研發(fā)了衛星遙感反演算法(Institute of Atmospheric Physics Carbon dioxide retrieval Algorithm for Satellite observation-IAPCAS)。該算法是基于非線(xiàn)性較優(yōu)估計方法的“全物理”反演算法,需要高精度模擬太陽(yáng)輻射在大氣中的傳輸過(guò)程。算法充分優(yōu)化氣溶膠光學(xué)性質(zhì)隨波長(cháng)的變化以及卷云的連續吸收等特征,顯著(zhù)降低系統誤差,提高反演精度;另一方面,發(fā)展了快速矢量輻射傳輸計算方法,在保證精度的同時(shí),大幅提高計算效率;前期研究表明,算法精度已達國際先進(jìn)水平。利用該反演算法解析中國碳衛星觀(guān)測數據,獲得了首幅全球二氧化碳分布圖。在4月分布圖中,可以看出春季由于人為排放形成的北半球二氧化碳濃度高、南半球濃度低的特征;其次對比4月和7月分布圖,清晰地顯示出由春入夏北半球二氧化碳濃度降低的趨勢,表明了生態(tài)系統隨季節變化的“固碳”作用;分布圖也反映出人類(lèi)活動(dòng)頻繁地區二氧化碳濃度高的現象。