解讀中國碳衞星如何“以小見大”

中新社甘肅酒泉12月22日電 題：解讀中國碳衞星如何“以小見大”

中新社記者 張素

22日凌晨在酒泉衞星發射中心成功升空的中國碳衞星，可以概括為“以小見大”。

首先，“小”身材卻有“大”本領。

碳衞星重約620公斤，由三部分組成：模塊化衞星平台、高光譜與高空間分辨率二氧化碳探測儀、多譜段雲與氣溶膠探測儀。

為滿足碳衞星在5種觀測模式和十餘種指向模式間自如切換的要求，衞星平台研究人員為其打造出一副好“身板”。中國科學院微小衞星創新研究院碳衞星總設計師尹增山説，“複雜姿態指向控制系統”讓衞星能夠大角度姿態機動，跳出“太空華爾茲”。

高光譜與高空間分辨率二氧化碳探測儀，以0.04納米的分辨率刷新中國光譜儀器新紀錄。中國科學院長春光機所研究員鄭玉權説，他們先用6年時間，建立全息衍射光柵的製造系統及相關檢測，相當於鍛造一把過濾色彩的“梳子”。

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。鄭玉權解釋，空氣中的二氧化碳分子會對陽光顏色有不同程度的吸收，探測儀先精準測量“色彩”，再反推出二氧化碳分子數量。

多譜段雲與氣溶膠探測儀負責測量雲、大氣顆粒物等輔助信息，為科學家反向推演二氧化碳濃度剔除干擾因素。碳衞星工程地面應用系統總設計師楊忠東説，這台儀器雖非“主角”，但它能監測大氣中的顆粒物，將為研究PM2.5等大氣污染成因提供重要數據支撐。

其次，“大”噪音裏找“小”目標。

楊忠東説，二氧化碳氣體絕對含量少，要在大“噪音”中找到少量目標，難度極大。“國內優勢單位集中起來聯合攻關，填補了國內技術空白”。

比如多譜段雲與氣溶膠探測儀。二氧化碳和氣溶膠相近，通過這台儀器，既解決了對二氧化碳監測的“噪音”干擾問題，也有助於科學分析兩者之間的聯繫。

根據設計要求，碳衞星的二氧化碳濃度監測精度優於4ppm(百萬分比濃度)。在大氣中，二氧化碳的濃度僅有萬分之四。換言之，碳衞星能夠發現二氧化碳的濃度出現1%的變化。

據介紹，碳衞星開始長達3年的工作，每日記錄長約10小時的數據。當它在天上忙碌時，佳木斯、烏魯木齊和瑞典基律納站組成的碳衞星接收站網負責接收處理數據。

最後，“小”衞星承擔“大”使命。

中國科學技術部國家遙感中心總工程師李加洪説，在多種温室氣體中，二氧化碳因與人類活動乃至每個國家的經濟基礎密切相關，因而地位獨特。

此前全球已有兩顆二氧化碳監測衞星：日本在2009年發射的“呼吸”號温室氣體觀測衞星，美國在2014年發射的OCO—2衞星。

李加洪説，碳衞星不僅填補了中國在該領域的空白，而且整體水平高於“呼吸“號。它對全球大氣中二氧化碳濃度進行動態監測，給出全球碳分佈數據，不僅體現了中國應對全球氣候變化採取的行動，也展現了負責任大國的擔當。

完成在軌測試後，碳衞星將每隔16天對地球進行一次“體檢”，經過2—3個月數據累計，完成對地球的全覆蓋。科學家從中可以得到不同季節、不同地區碳排放情況的“體檢報告”。

據瞭解，官方已經制定了碳衞星數據管理辦法，將適時與國內外共享數據。碳衞星數據還已加載到國家綜合地球觀測數據共享平台，被列入全球生態環境遙感監測年度報告的專題。

李加洪透露，中方還將與地球觀測組織共享碳衞星數據，通過中歐“龍計劃”合作開展深度研究。科學家希望能與歐美等碳衞星形成聯合觀測，共同造福人類。(完)