中国碳卫星获得首幅全球二氧化碳分布图

最近，通过地球观测组织年会，lasg展示了中国碳卫星观测到的第一张全球二氧化碳分布图，这表明中国碳卫星将为气候变化研究提供数据支持。美国航天局、JAXA和欧空局等外国研究机构的代表高度关注这些结果。

中国碳卫星是科技部在“十二五”期间联合承担的科学实验卫星项目，由中国科学院负责总体项目，中国科学院国家空间科学中心、中国科学院微卫星创新研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院大气物理研究所和中国气象局国家卫星气象中心。目标是实现全球大气二氧化碳柱平均干空气混合比(XCO2，以下简称“浓度”)的高精度监测，并提供卫星数据。2016年12月22日，中国的碳卫星从酒泉卫星发射基地成功发射并在轨运行，成为继日本的GOSAT和美国的OCO-2之后世界上第三颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。

中国碳卫星大气二氧化碳浓度反演算法的研究与开发，碳源和碳汇同化系统的研究与开发，卫星数据的科学应用等。其中，大气二氧化碳卫星遥感面临的主要挑战是精度要求高、干扰因素多、反演困难。在国家高技术研究发展计划(863)“中国碳卫星”和中国科学院战略科技试点项目“碳工程”的支持下，大气物理研究所杨东旭博士团队的核心成员开发了卫星遥感反演算法。该算法是基于非线性最优估计方法的“全物理”反演算法，需要高精度地模拟太阳辐射在大气中的传输过程。该算法充分优化了气溶胶光学特性随波长的变化和卷云的连续吸收，从而显著降低了系统误差，提高了反演精度。另一方面，发展了一种快速矢量辐射透射计算方法，在保证精度的同时，大大提高了计算效率。以往的研究表明，该算法的精度达到了国际先进水平。该反演算法用于分析中国的碳卫星观测数据，获得第一张全球二氧化碳分布图。在4月的分布图中，我们可以看到北半球二氧化碳浓度高、南半球二氧化碳浓度低的特点，这是由春季人为排放造成的。其次，对比4月和7月的分布图，可以清楚地看到从春季到夏季北半球二氧化碳浓度的下降趋势，表明生态系统的“固碳”效应随季节的变化而变化。分布图还反映了人类活动频繁地区二氧化碳浓度高的现象。

通过大气反演算法获得的中国碳卫星的第一张全球大气二氧化碳分布图(上图)是在2017年4月，而(下图)是在2017年7月。色标表示大气二氧化碳柱的平均干燥空气混合比(XCO2)。