近日,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉誠(chéng)教授團(tuán)隊(duì)在利用我國(guó)TanSat衛(wèi)星反演全球CO2濃度的研究中取得了新的進(jìn)展。論文“Retrieval of Global Carbon Dioxide from TanSat Satellite and Comprehensive Validation with TCCON Measurements and Satellite Observations”發(fā)表于遙感領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing (TGRS)。
2020年9月22日,習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上鄭重宣布,“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”2021年3月15日習(xí)總書(shū)記主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議時(shí)再次強(qiáng)調(diào):“要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)?!?/span>
劉誠(chéng)教授介紹,本項(xiàng)研究是面向國(guó)家實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的重大需求展開(kāi)。目前國(guó)際普遍認(rèn)可的CO2衛(wèi)星產(chǎn)品是來(lái)自日本GOSAT衛(wèi)星和美國(guó)的OCO-2衛(wèi)星的官方數(shù)據(jù)產(chǎn)品,相關(guān)技術(shù)對(duì)我國(guó)嚴(yán)格封鎖。隨著我國(guó)首顆溫室氣體監(jiān)測(cè)衛(wèi)星TanSat的發(fā)射成功,我國(guó)有望成為第三個(gè)可以獨(dú)立自主提供全球CO2衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的國(guó)家,在應(yīng)對(duì)氣候變化的全人類事業(yè)中擁有國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。然而,利用位于700 km高空的衛(wèi)星對(duì)地面2 km×2 km狹小區(qū)域內(nèi)的CO2濃度進(jìn)行高精度(要求2.5至3.0 ppm)反演本身具有很高的技術(shù)難度。此外,由于我國(guó)相關(guān)研究起步較晚,TanSat衛(wèi)星的一級(jí)光譜質(zhì)量較國(guó)外同類衛(wèi)星仍存在著一定差距,給本研究帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。課題組前后歷時(shí)兩年多,攻破了許多技術(shù)難點(diǎn),自主開(kāi)發(fā)了高光譜衛(wèi)星在軌二次定標(biāo)技術(shù),解決了TanSat運(yùn)行期間儀器性能衰減、飛行不穩(wěn)定、地面定標(biāo)參數(shù)偏差、光譜信噪比低、光譜偏移等難題,最終成功在太陽(yáng)耀斑觀測(cè)模式下反演出了全球CO2總柱濃度和干空氣混合比(XCO2)產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)與美日同類衛(wèi)星和國(guó)際地面標(biāo)準(zhǔn)站網(wǎng)TCCON的對(duì)比驗(yàn)證,反演精度達(dá)到了1.75 ppm,接近于國(guó)外標(biāo)桿產(chǎn)品的質(zhì)量。TGRS審稿人評(píng)價(jià)該項(xiàng)研究成果是“一項(xiàng)非常有價(jià)值的研究”、“為今后在大氣痕量氣體監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中解決此類問(wèn)題擴(kuò)展了新的思路和積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)” 。
中國(guó)碳星(TanSat)
全球CO2總柱濃度季平均分布圖(從左至右依次為TanSat、GOSAT和OCO-2的數(shù)據(jù)產(chǎn)品)
全球XCO2季平均分布圖(從左至右依次為TanSat、GOSAT和OCO-2的數(shù)據(jù)產(chǎn)品)
新聞鏈接:https://pmpi.ustc.edu.cn/2021/0408/c16654a479520/page.htm
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