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黎明
全球氣候變化是當今人類社會面臨的主要挑戰之一，全球變暖、海平面上升、極端天氣發生的頻率和強度增加的氣候問題對人類的生產與生活造成的影響越來越大。減少溫室氣體排放也已經成為各國的共識，包括我國在內的多國政府都制定了減排目標，并出臺了一系列政策。同時用于評估政策有效性的溫室氣體排放量核算體系也逐漸構建并完善。
碳監測是溫室氣體排放量核算體系的基礎，能夠獲取溫室氣體的濃度、排放強度以及碳匯狀況等數據，為研究氣候變化及制定相應對策措施提供重要支撐。目前針對二氧化碳排放監測已經有多種方法。在大尺度監測區域內碳排放上，碳衛星具有顯著優勢。
我國在2016年發射了世界第三顆溫室氣體衛星，用于高精度監測全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比。中國碳衛星搭載了兩大載荷，主載荷“高光譜分辨率大氣二氧化碳探測儀”和輔助載荷“云和氣溶膠偏振成像儀”。主載荷利用對地球反射的近紅外/短波紅外太陽輻射探測大氣中的二氧化碳含量。
中國碳衛星主要進行全球碳收支的空間定量監測。但近日，中國科學院大氣物理研究所中國碳衛星研究團隊聯合芬蘭氣象研究所團隊利用中國碳衛星觀測定量識別和計算城市碳排放，這是中國碳衛星首次進行城市級別碳排放監測。
在研究中，研究人員選取了我國唐山和日本東京兩個案例，聯合使用中國碳衛星二氧化碳觀測數據和歐洲哨兵衛星的二氧化氮觀測數據，定量計算了人為碳排放和NO2的相關性。計算結果和排放清單給出的結果一致，證實我國已經具備空間監測人為活動碳排放的能力。
全球二氧化碳排放量約有70%以上來自城市，因此針對城市的碳排放監測對于減排控制非常重要。碳監測衛星直接觀測大氣二氧化碳濃度，難以區分二氧化碳的來源是否來自人類排放。與歐洲哨兵衛星的聯動通過與人為二氧化碳排放具有較強同源性的二氧化氮的同步監測，使碳衛星能夠對城市的二氧化碳人為排放做出有效監測，將城市碳排放監測帶入衛星監測的新階段。
據了解，我國科技部國家遙感中心在2020年初與歐洲空間局簽署了溫室氣體遙感監測合作協議。在此協議下，中國碳衛星的觀測數據作為歐洲空間局第三方衛星數據獲得應用。與歐洲哨兵衛星的聯合使用也是在該協議下進行。中國碳衛星在全球碳監測體系中逐漸發揮出越來越大的作用。
我國已經開始下一代碳衛星的論證設計工作，新一代衛星不僅將提升探測能力，還將綜合二氧化氮觀測能力，從而具備獨立的人為碳排放量測算能力。同時下一代碳衛星作為一個天基系統還將每天多次覆蓋一個城市或點源，進一步提升我國的碳監測能力，為進一步推進我國的節能減排政策服務。
原標題：碳衛星“首戰告捷” 城市二氧化碳排放監測進入新時代
