◆本报记者文雯

中国新一代静止轨道气象卫星“风云四号”和首颗全球CO2监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）的数据产品将对全球用户免费开放。中国已经掌握了利用卫星对地球进行碳源汇计算的技术。在日前举行的刊媒惠——科技论文成果推介沙龙上，记者获悉这一消息。至此，中国成为继日本、美国之后，第三个可以提供卫星碳监测数据的国家。

利用卫星对地球进行碳源汇计算的技术是中国科学院院士吕达仁主持的“碳专项”——“卫星反演的净排放”项目团队研发的。一篇刊登在英文科学刊物《大气科学进展》最新一期“碳专项”专刊封面的论文，详细介绍了这项基于卫星观测的大气CO2浓度反演算法对GOSAT卫星资料进行反演实验，反演获取的CO2浓度产品应用于CarbonTracker-China 进行中国地区碳源汇计算的科研成果。

在论文中，作者介绍了在中国科学院“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”战略性科技先导专项的支持下建立的碳通量计算系统，实现了从卫星观测到碳通量计算。这一系统由两部分构成：中国科学院大气物理研究所研发的基于卫星观测的大气CO2浓度反演算法和中国科学院地理科学与资源研究所研发的CarbonTracker-China碳同化系统。

中国科学院“碳专项”团队的杨东旭博士、刘毅研究员与合作者应用中国科学院大气物理研究所研发的基于卫星观测的大气CO2浓度反演算法对GOSAT卫星资料进行反演实验，获取了高精度的全球大气CO2浓度资料，有效提高了碳通量的计算精度，从而降低温室气体排放在气候变化研究中的不确定性。

“碳卫星在一定程度上为这个问题提供了解决方案，它可以获取覆盖全球的CO2监测数据。”杨东旭说，目前，碳卫星的两个主要载荷的一级数据均可下载，其中高光谱温室气体探测仪正是用来观测CO2的。

CO2在大气中的含量及其变化是由源和汇所决定的。自然界中植物的光合作用是CO2一个重要的汇，而植物和动物的呼吸又是CO2一个重要的源，自然界的源与汇维持了CO2浓度的平衡。人类生产活动向大气排放温室气体成为一个重要的CO2源，对CO2浓度的平衡和全球碳循环产生了影响，使得每年留存在大气中的CO2含量逐年递增。然而由于探测资料的缺乏，人类目前对CO2源与汇的认识以及气候变化的研究仍然存在较大的不确定。

那么，卫星是如何从遥远的外太空测量CO2呢？

杨东旭解释说，具体来说，CO2在短波红外吸收太阳辐射，进而展现出特殊的光谱吸收结构，其含量越高吸收就越强，表现出来吸收线颜色越深，因此卫星观测CO2的吸收光谱的形态，就可以了解其含量。当太阳光辐射进入大气后，会受到分子散射、云和气溶胶散射和地表反射的影响，同时其他气体，如水汽和甲烷，也会产生吸收结构，这些都会对观测结果产生影响。由于对CO2的观测精度需求很高（优于0.5%），因此卫星探测CO2的难度极大。如果观测精度满足需求，经过理论计算，就能把地球上每个角落CO2排放与吸收的情况“尽收眼底”。

据介绍，碳卫星数据不仅对于研究全球气候变化具有重要意义，还可以为我国将来的大气治理工作提供科学依据。另外，这些数据是目前生态植被研究中非常需要的。

杨东旭表示，下一步，项目团队将推出应用更为广泛的二级数据，做出真正的全球CO2分布图。相关研究结果将在2018年初发表。

□小科普

碳卫星（TanSat）

“十二五”期间，由中国科学与技术部立项，中国科学院和中国气象局共同支撑的科学实验卫星计划，目标是实现全球大气CO2高精度监测，为碳排放研究提供卫星资料。

什么是“源”？什么是“汇”？

简单地说，排放CO2的地方就是源，常表现为CO2浓度值比其他地区高；而吸收CO2的地方就是汇，常表现为CO2浓度值比其他的地方低。

源和汇在一些专业文献中常用“通量”进行定量描述，即规定区域内单位时间CO2排放或吸收的总量，排放和吸收用正、负值区分。