我國碳衛星首次成功定量監測城市二氧化碳排放

10月25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，首次利用中國碳衛星（TanSat）進行觀測定量識別和計算城市碳排放，證實了中國碳衛星具有城市級別碳排放監測的能力。研究結果在《大氣科學進展》在線發表。

應對或減緩全球變暖，是人類在21世紀面臨的挑戰。由于化石燃料燃燒和土地利用變化等人為活動，二氧化碳（CO2）濃度增加了40%以上。城市地區是全球CO2排放量的主要貢獻者，占全球排放量70%以上。

據論文第一作者、大氣物理研究所副研究員楊東旭介紹，目前在計算人為排放方面存在較大的不確定性，碳監測衛星可以直接觀測大氣CO2濃度，利用碳監測衛星進行全球人為排放的監測更具優越性。

“具體來說，僅憑單一CO2要素的觀測，定量區分CO2濃度變化來自于人為排放還是自然過程是一個難點問題。我們觀察到，化石燃料燃燒是CO2人為排放的主要來源，在燃燒過程中伴隨排放二氧化氮（NO2），即人為排放CO2和NO2具有較強的同源性。因此，理論上通過NO2和CO2的同步監測，就可以有效地計算人為排放。”楊東旭說。

2020年初科技部國家遙感中心與歐洲空間局簽署了溫室氣體遙感監測合作協議，推動中國碳衛星加入歐洲空間局第三方衛星數據應用計劃，也表明中國碳衛星及其觀測數據開始逐步走向世界。本研究在該協議的支持下，聯合應用了中國碳衛星CO2觀測數據和歐洲哨兵衛星的NO2觀測數據，選取2018年5月6日我國唐山和2018年3月29日日本東京兩個個例，定量計算了人為碳排放和NO2的相關性。

研究發現，計算結果和排放清單給出的結果一致，論證了通過聯合應用中國碳衛星和歐洲哨兵衛星的協同觀測，可以對CO2/ NO2排放比例進行定量監測。同時，這也標志著我國已經具備空間監測人為活動碳排放的能力。

中國碳衛星是世界第三顆溫室氣體衛星，目標是實現全球大氣二氧化碳柱平均干空氣混合比（XCO2）的高精度監測，為碳排放科學研究提供衛星資料。

據介紹，我國下一代碳衛星的論證設計工作已經開始，衛星的研制工作也即將啟動。新一代衛星將在秉承第一代衛星所具有的技術優勢基礎上，進一步提升探測能力，以應用需求與科學需求為出發點。目標測量將以城市為重點，以高定量、高時頻、高分辨探測XCO2從城市中心到郊區的梯度，以提高排放量估算的準確性。

“下一代碳衛星將是一個天基系統，希望每天可多次覆蓋一個城市或點源，同時將具備協同的NO2觀測能力，用于更好地對人為碳排放量進行獨立測算。”楊東旭說。

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