再過不久,地球上空,將多一位“中國(guó)”國(guó)籍的“地球體檢師”。

它是我國(guó)首顆碳衛(wèi)星,全稱為“全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”。升空工作之后,它將一探全球二氧化碳分布的秘密。

而這個(gè)“秘密”,可能是解鎖全球氣候變化原因的鑰匙。

我們常聽到“溫室效應(yīng)”四個(gè)字。全球氣候異常,是否就是二氧化碳的“鍋”?全球二氧化碳的排放到底增加了多少?

如果我們已經(jīng)意識(shí)到溫室氣體和人類命運(yùn)休戚相關(guān),那么對(duì)于它,人類就不能只有一本糊涂賬。

要算賬,就得有明細(xì)。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,保護(hù)人類居住環(huán)境,各國(guó)紛紛做出二氧化碳減排承諾。到底每個(gè)國(guó)家每年有多少碳排放?通過數(shù)量有限的地面監(jiān)測(cè)站難以獲得全球數(shù)據(jù)。所以,需要一種全球范圍區(qū)域尺度的二氧化碳的測(cè)量手段。除了明細(xì),還得算“總賬”。這可以提高人類對(duì)全球碳循環(huán)機(jī)制的認(rèn)識(shí),從而改進(jìn)氣候變化預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度和穩(wěn)定性。

當(dāng)今碳循環(huán)科學(xué)面臨的最大問題,就是在洲際、區(qū)域和局部尺度上無法觀測(cè)獲取量化的、精度高的碳通量(單位面積上單位時(shí)間內(nèi)碳含量的變化)信息。

于是,一種可以不斷在全球尺度上獲取高精度通量信息的手段登場(chǎng)——上天!

利用衛(wèi)星進(jìn)行全球二氧化碳監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為一種重要手段。發(fā)射碳衛(wèi)星,能填補(bǔ)我國(guó)在溫室氣體監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)空白。掌握自己的數(shù)據(jù),也能提升我國(guó)國(guó)際話語權(quán)——畢竟,以后進(jìn)行碳交易,不能別人說多少就是多少,咱們自己也要測(cè)個(gè)清楚。

中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院工作人員介紹,這顆將于12月下旬升空的碳衛(wèi)星,由模塊化衛(wèi)星平臺(tái)、高精度二氧化碳探測(cè)儀與云和氣溶膠探測(cè)儀載荷組成。

怎么個(gè)“探”法?原來,大氣在太陽光照射下,二氧化碳分子會(huì)呈現(xiàn)光譜吸收特性,碳衛(wèi)星通過精細(xì)測(cè)量其光譜吸收線,可以反演出大氣二氧化碳濃度。也就是說,一切都能暴露在陽光下。

碳衛(wèi)星有好幾種觀測(cè)模式。一種是“斜著看”,即“耀斑觀測(cè)模式”,利用太陽在海面的鏡面反射提高信噪比,獲取海面上空的二氧化碳數(shù)據(jù)。一種是“豎著看”,即“天底探測(cè)模式”,利用地面的漫反射特性開展地面二氧化碳的觀測(cè)。因?yàn)檫€要對(duì)日定標(biāo)(利用太陽光作為標(biāo)準(zhǔn)源標(biāo)定儀器的觀測(cè)值)、對(duì)月定標(biāo)和對(duì)地定標(biāo)(利用地面高精度測(cè)量設(shè)備提高數(shù)據(jù)一致性),再加上多種觀測(cè)模式交互進(jìn)行,碳衛(wèi)星就要不斷調(diào)整姿勢(shì),跳起“太空華爾茲”。這,也被科研人員稱為“跳著舞看”。

每16天,碳衛(wèi)星就會(huì)對(duì)地球進(jìn)行一次全面體檢。檢測(cè)數(shù)據(jù)被發(fā)送給地面,經(jīng)過解析和處理后,就可以最終形成不同季節(jié)、不同地區(qū)排放情況的“體檢報(bào)告”啦。