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我国首颗碳卫星发射成功  千里之外监测全球

原标题:我国首颗碳卫星发射成功千里之外监测举世二氧化碳浓度

12月22日早晨3时22分,我国首颗举世二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)发射升空。它成为巡游在地球上空700公里的第三位举世二氧化碳“体检师”。碳卫星将在宇宙中赓续变换不雅测模式,完成对举世二氧化碳的监测,并借助模式同化和反演技巧终极形成举世碳排放环境的“体检申报”。

“小卫星肩负大年夜任务。”国家遥感中间总工程师李加洪说。监测举世二氧化碳散播环境,这是中国应对举世气候变更采取的积极行动,也表现了我国的“大年夜国担当”。而且,亲信知彼,才能在举世气候会商中掌握主动权,发出“中国声音”。

二氧化碳在大年夜气中的浓度本就异常低。碳卫星总设计师尹增山先容,从2011年到2016年事尾,颠末近6年研制,我国碳卫星探测精度达到了优于4ppm(百万分比浓度)水平。也便是说,昔时夜气中二氧化碳含量变更跨越百万分之四序,碳载荷就会发明。

若何发明?实际上,碳卫星对二氧化碳浓度采纳的是“间接丈量”法。大年夜气在太阳光照射下,二氧化碳分子会出现光谱接受特点,碳卫星经由过程精细丈量其光谱接受线,可以反表演大年夜气二氧化碳浓度。

但这根线异常窄。要获取高精度的大年夜气接受光谱,就要寄托碳卫星的主载荷——高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。二氧化碳探测仪核心的技巧指标和难点便是要同时实现高光谱分辨率和高辐射分辨率,这就犹如反省人的指纹,通俗仪器只看获得纹理,而二氧化碳探测仪可以把指纹放大年夜一百倍,精细丈量每条指纹的宽度和深度。

“要达到这么精细的分辨率,必须要有大年夜面积光栅。”中科院长春景春色机所钻研员郑玉权奉告科技日报记者,为冲破这项关键技巧,科研职员从最根基的制造全息光栅所需的高精度曝光系统钻研启程,一点点霸占技巧难关,终极在碳化硅基底上制造出高精度衍射光栅,并在航空校飞试验中进行了验证。

碳卫星探测仪上的大年夜面积衍射光栅,能够探测2.06微米、1.6微米、0.76微米三个大年夜气接受光谱通道。“光谱丈量的精度要求极高。”郑玉权解释说,在人眼最敏感的黄、绿波段,人眼对“色彩”(光谱)分辨率极限也只有1—2纳米,而二氧化碳探测仪光谱分辨率最高可达0.044纳米。达到这样的分辨率,在海内光谱仪器的研制上尚属首次。

提及研制历程,郑玉权感慨颇多。6年的载荷研制,是预研攻关和工程实施的结合。他们从无到有,实现技巧冲破;又急起直追,比肩国际先辈水平。“反正,碰到问题的彷徨、办理问题的艰辛和终极找到谜底的欢畅,我们全尝遍了。”

碳卫星上的“配角”——云与气溶胶探测仪也弗成小觑。气溶胶,普通点说,便是大年夜气中的尘埃。多谱段云与气溶胶探测仪载荷认真人、长春景春色机所空间三部副主任颜昌翔钻研员说,大年夜气气溶胶是大年夜气辐射平衡和善候变更钻研中不确定性的一个关键身分,它对举世气候的影响主要表现在其对云层的影响上。大年夜气中存在薄云或气溶胶时,因为大年夜气粒子的散射感化,将改变太阳辐射的光学厚度和二氧化碳总的柱接受感化,使得反演精度大年夜大年夜低落;此外较厚的云层还低落了二氧化碳探测数据的有效性。是以,该探测仪可以协助扫除探测时云和善溶胶的影响,提升二氧化碳探测数据的靠得住性。碳卫星地面利用系统总设计师杨忠东表示,从设计能力上来讲,这款探测仪可以为钻研雾霾供给紧张数据支撑。

“碳卫星本身就肩负着‘立异’任务。”李加洪说。作为一颗科学实验卫星,碳卫星身上,至少有四项大年夜胆的技巧立异——大年夜面积光栅、多模式定标、敏捷姿态调控以及繁杂的反演验证系统。“我们碳卫星的整体水平,比日本的还要高。虽是‘后发’,但我们已经实现了‘并跑’。”

技巧上的卓越,并非这颗碳卫星的独一追求。在大年夜约半年的在轨测试之后,碳卫星将正式开始两年半的事情——让二氧化碳浓度数据“到碗里来”。“我们将按照利用需求,对后期数据进行加工、处置惩罚、共享和办事。”李加洪走漏,科技部联合中国科学院和中国景象局已经拟订了碳卫星数据治理法子。碳卫星数据将加载到国家综合地球不雅测数据共享平台,向海内种种用户供给数据共享办事。在国际相助方面,这些数据也会向地球不雅测组织(GEO)共享,这也是中国对GEO的实质供献。

“一颗卫星远远不敷。”不过,让杨忠东欣慰的是,六年来,他们不仅劳绩了这颗卫星,还懂得和掌握了二氧化碳高精度遥感监测仪器的制备历程。“要满意中国社会经济的成长需求,我们还要更多碳卫星。”第一颗有了,后续的,也就不再迢遥。

(科技日报酒泉12月22日电)

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