我國成第3個可提供碳衛星數據國家

“中國新一代靜止軌道氣象衛星‘風云四號’和首顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星(簡稱碳衛星)的數據產品將對全球用戶免費開放!”10月24日，在地球觀測組織(GEO)第14屆全會“中國日”活動上，中國代表宣布了這一重大消息。

當天，碳衛星數據產品率先正式開放共享。至此，中國成為繼日本、美國之后，第三個可以提供碳衛星數據的國家。

氣候學家的主流觀點認為二氧化碳是全球變暖的主要推手，所以準確、實時掌握全球大氣中二氧化碳的濃度變化至關重要。“碳衛星在一定程度上為這個問題提供了解決方案，它可以獲取覆蓋全球的二氧化碳監測數據。”碳衛星地面應用系統總指揮、國家衛星氣象中心副主任張鵬說，目前，碳衛星的兩個主要載荷的一級數據均可下載，其中高光譜溫室氣體探測儀正是用來觀測二氧化碳的。

張鵬介紹，碳衛星每天在距地球700公里高度的軌道上飛行，一天能跑14到15圈。其二氧化碳監測儀每軌能收集到軌道東西向20公里范圍內的地球大氣高光譜分辨率信息。如此，碳衛星一天能獲取的數據大約覆蓋300公里的區域。

“理論上講，如果拿到140天左右、2000條軌道的觀測數據，就能獲取一張無縫隙全球覆蓋的二氧化碳監測圖。”張鵬說，根據美國同類衛星OCO-2的經驗，一般積累一年才能提供一套完整的全球二氧化碳監測數據。

此次數據向國際開放，中方專家團隊期待：如果中、美、日三家碳衛星數據能形成互補，或將在一定程度上解決完整數據獲取周期長的問題。

“要將碳衛星的全球觀測資料完整無誤地接收下來，需要衛星和地面精準‘握手’。”張鵬說，碳衛星有三個地面接收站，瑞典基律納站和兩個國內站，尤其是前者，保證了觀測資料“不在衛星上過夜”。

衛星接收原始觀測資料無法直接使用，需要進行加工預處理，包括定位、輻射定標等，技術難度極高。以光譜分辨率為例，需要在1納米的范圍內設計10個到30個探測通道，對這些通道的數據標定出精準的波長。之后，原始數據就會“變身”光學信號，成為具有科學意義的一級數據。

這些數據提供給科學家，由其反演二氧化碳濃度，“化身”二級數據;再跟模式結合，得到全球二氧化碳碳源匯分布。這之中，一級資料是關鍵。張鵬介紹，在軌測試的這半年中，他們找到了碳衛星與美國OCO-2觀測條件、軌道、區域完全一樣的一軌，發現兩顆衛星觀測資料的一致性非常好。“這說明，在數據質量方面，碳衛星與OCO-2是一個量級的。”

張鵬介紹，碳衛星數據可為我國將來的大氣治理工作提供科學依據。當前已開放的是碳衛星一級資料，資深用戶已經可以用來反演二氧化碳信息。“我們正在不斷地測試碳衛星的算法和產品，下一步，會推出應用更為廣泛的二級數據，做出真正的全球二氧化碳分布圖，為應對全球氣候變化作出中國貢獻。”張鵬說。