原標(biāo)題：“千里眼”如何“看”二氧化碳？——詳解我國首顆碳衛(wèi)星

新華社酒泉12月22日電題：“千里眼”如何“看”二氧化碳,？——詳解我國首顆碳衛(wèi)星

新華社記者董瑞豐

12月22日3時(shí)22分,，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。這是我國首顆,、全球第三顆專門用于“看”全球大氣中二氧化碳含量的衛(wèi)星,。

太空中怎么能“看”到二氧化碳？“看”到了二氧化碳又有什么用,？這顆衛(wèi)星還帶了哪些“高精尖”科技,？記者采訪相關(guān)專家，揭開碳衛(wèi)星的神秘面紗,。

“千里眼”看顏色識(shí)氣體

從厚厚包裹著地球的大氣層中,，識(shí)別出哪些氣體是二氧化碳，還要畫出一張張“動(dòng)態(tài)圖”——碳衛(wèi)星需要安上特制的“千里眼”,。

本次發(fā)射的碳衛(wèi)星,，搭載了一臺(tái)高光譜與高空間分辨率二氧化碳探測儀。這臺(tái)探測儀的工作原理,，是在可見光和近紅外譜段,，利用分子吸收譜線探測二氧化碳濃度。

用通俗的話說,，就是通過看“顏色”來識(shí)別二氧化碳?xì)怏w,。中科院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究員鄭玉權(quán)解釋，太陽光經(jīng)過空氣時(shí),，空氣中的二氧化碳分子對許多精細(xì)的顏色有了不同程度吸收,。通過光學(xué)儀器對這些色彩進(jìn)行非常精準(zhǔn)的測量，可以反向推算出二氧化碳分子數(shù)量,，從而得知大氣中的二氧化碳濃度,。

碳衛(wèi)星項(xiàng)目要求大氣中二氧化碳的濃度監(jiān)測精度優(yōu)于4ppm（百萬分比濃度），即是說,，當(dāng)大氣中二氧化碳含量變化超過百萬分之四時(shí),，“千里眼”就必須發(fā)現(xiàn)。

長春光機(jī)所助理研究員藺超說,，長春光機(jī)所為此制造了大面積衍射光柵,，相當(dāng)于在頭發(fā)絲的寬度上劃出200余條形狀和直線度要求很高的刻線，“這樣的精密元件,，如同細(xì)密梳子,，才能過濾出更為精細(xì)的色彩”,。

地面觀測點(diǎn)也能搜集大氣中的二氧化碳數(shù)據(jù)，為什么還要發(fā)射衛(wèi)星,？碳衛(wèi)星工程地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊忠東說,，全球二氧化碳地面觀測站點(diǎn)總共僅有數(shù)百個(gè)，難以滿足監(jiān)測需求,，只有用衛(wèi)星俯瞰,，才能繪制二氧化碳分布的全景圖。

“碳排放”要有中國數(shù)據(jù)

掌握全球的二氧化碳分布狀況有什么用,？科技部國家遙感中心總工程師李加洪說,，在碳排放數(shù)據(jù)上知己知彼，對提升我國在國際氣候變化方面的話語權(quán)具有重要意義,。

全球變暖,、極端天氣……嚴(yán)峻的氣候變化形勢面前，減少二氧化碳等溫室氣體的排放成為必然選擇,。碳排放的量化監(jiān)測是各國最終實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的重要技術(shù)基礎(chǔ),，在所有的碳排放量監(jiān)測手段中，目前只有星載高光譜溫室氣體探測技術(shù)既能對二氧化碳等溫室氣體濃度進(jìn)行高精度探測,，又能獲取全球各區(qū)域的氣體濃度分布數(shù)據(jù),。

正因如此，各發(fā)達(dá)國家紛紛研發(fā)專用衛(wèi)星,。由于技術(shù)難度極高,，目前僅有兩顆衛(wèi)星從太空監(jiān)視地球溫室氣體排放：一顆由日本2009年發(fā)射，一顆由美國2014年發(fā)射,。

李加洪介紹,，我國發(fā)射的碳衛(wèi)星通過地面數(shù)據(jù)接收、處理與驗(yàn)證系統(tǒng),，定期獲取全球二氧化碳分布圖,，使我國在大氣二氧化碳監(jiān)測方面躋身國際前列。

“持家先要有賬本,，這個(gè)‘賬本’就是我們自己監(jiān)測到的碳排放量,。” 李加洪說,。

“高精尖”未來有望測霧霾

碳衛(wèi)星上除了搭載二氧化碳探測儀,，還有另一件“利器”——多譜段云與氣溶膠探測儀。這臺(tái)探測儀可以測量云,、大氣顆粒物等輔助信息,，為科學(xué)家精確反向推演二氧化碳濃度剔除干擾因素。

多譜段云與氣溶膠探測儀雖然不是“主角”,，但可能會(huì)帶來許多意想不到的收獲,。

楊忠東說，多譜段云與氣溶膠探測儀能監(jiān)測大氣中的顆粒物,，可以幫助氣象學(xué)家提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,，并為研究PM2.5等大氣污染成因提供重要數(shù)據(jù)支撐。

研究人員表示,，具體如何監(jiān)測霧霾,，要等碳衛(wèi)星傳送回第一份數(shù)據(jù)后再做分析判斷。

此外,，碳衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球觀測,，是衛(wèi)星平臺(tái)頻繁調(diào)整姿態(tài)、“翩翩起舞”的結(jié)果,。在此過程中,，科研人員突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)跨越發(fā)展,。（完）