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中國實現全球碳收支定量監測 碳監測從地面轉向太空

發布時間:2021-8-17     來源:化工儀器網    點擊率:114

近年來,極端天氣、冰川融化、海平面上升等氣候變化帶來的問題愈發嚴峻,全球變暖對于地球環境與生態的影響已經越來越明顯,減少溫室氣體排放刻不容緩。二氧化碳作為主要的溫室氣體,是控制氣候變化的關鍵對象。對于大氣二氧化碳濃度的監測也是研究與監測氣候變化情況的重點。

氣候變化是全球性的,關于大氣二氧化碳濃度與全球氣候變化的研究也不能局限于局部環境。普通的氣象站的監測數據受到周圍排放源的影響太大,只能代表周圍環境的二氧化碳濃度,無法用于區域以及全球的大尺度溫室氣體研究。

全球大氣觀測網使用的檢測全球尺度以及區域尺度大氣成分變化的大氣本底監測站對于站址的地理環境要求非常嚴格。以全球大氣本底站為例,不僅要求周圍30~50km范圍內地形開闊、氣流通暢、人為活動稀少、沒有對全球尺度大氣本底狀態有影響的持續性的固定污染源等,還對下墊面條件有一定要求。目前我國的全球大氣本底站僅有青海瓦里關全球大氣本底站一個。

本底大氣的二氧化碳濃度監測方法較多,如國家標準《氣相色譜法本底大氣二氧化碳和甲烷濃度在線觀測方法》(GB/T 31705-2015)規定的氣相色譜法以及氣象行業標準《本底大氣二氧化碳濃度瓶采樣測定方法-非色散紅外法》(QX/T 67-2007)規定的非色散紅外法等。利用這些方法,全球大氣本底站為研究、評估全球氣候變化提供了重要的檢測數據。

然而利用大氣本底站監測二氧化碳濃度變化并不能反映全球二氧化碳濃度的實時分布情況。利用衛星在太空進行監測就成為理想的補充監測方法,不僅可以進行覆蓋全球的高分辨率觀測,而且可以利用高性能計算機模擬大氣二氧化碳傳輸過程和每時每地的大氣二氧化碳含量。

目前世界僅有三顆專門用于二氧化碳觀測的衛星,分別為日本GOSAT衛星、美國OCO-2衛星和我國的TANSAT衛星。TANSAT衛星上搭載了高光譜二氧化碳探測儀、多譜段云與氣溶膠探測儀兩臺主要載荷,分別用于探測大氣吸收光譜信息和剔除干擾二氧化碳濃度反演的因素,可以對我國及全球其他重點地區的大氣二氧化碳濃度進行高精度監測。

TANSAT衛星于2016年發射升空。近日,中國科學院大氣物理研究所的研究人員基于TANSAT的大氣二氧化碳含量觀測數據,獲取了中國碳衛星首個全球碳通量數據集。這意味著我國實現了全球碳收支的空間定量監測。與單純的二氧化碳濃度監測相比,這一能力在控制二氧化碳排放可以發揮更大的作用。

89日聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布報告《氣候變化2021:自然科學基礎》,向全人類發布氣候變化紅色警報,如果不能進行立即、快速和大規模的溫室氣體減排,全球平均溫度升溫不超過1.5℃的控制目標將難以實現。在減少碳排放上我國已經展現了大國擔當,不僅在于碳達峰碳中和目標的提出,還在于在應對全球氣候變化的技術上我國作出了很多貢獻,碳衛星也是其中之一。

監測碳排放是應對氣候問題的重要一環,星載CO2探測技術的實現讓二氧化碳監測從的地面轉向太空。然而目前碳衛星的數量仍遠遠不夠。我國已經在這一方面展示了自己積極參與應對氣候問題的態度,剩下的還需要世界各國共同努力。

 

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