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NASA轨道碳观测卫星(OCO-2)重新聚焦全球碳循环
时间:2014-06-04

  传统的地基大气CO2探测方法虽然具有精度高、可靠性强的优点,但是都是单点测量,缺乏对区域和全球大范围的实时探测和统一的探测,所以发展卫星观测CO2的方法和技术势在必行。大气中CO2含量较低,其分子光谱吸收强度随温度和气压变化较大,研究大气中碳的源与汇以及碳浓度长期变化趋势要求CO2测量精度达到0.3%,此外对流层中CO2混合比的水平梯度通常很小,由于CO2的主要源和汇都分布在对流层低层的大气边界层中,这些因素决定了在探测大气CO2方面卫星遥感技术的重要性。 

  20091月,日本发射的 GOSAT 卫星搭载了一台温室气体观测探测器(Thermal and Near- infrared Sensor for Carbon ObservationTAN-SO),用来监测全球大气中CO2CH4含量;20092月,美国国家航空航天局(NASA)的CO2观测专用卫星——轨道碳观测卫星(OCO)发射失败,但8年研制的高光谱仪器仍是世界各国研究温室气体探测仪器的重要经验和基础;20108月中德计划合作研发CarbonSat卫星星座,计划在短期内实现对CO2探测的全球覆盖。NASA正在实施的星载主动激光探测计划(ASCENDS)将在未来提升CO2的观测精度和空间分辨,增加昼夜的观测结果,用于研究植物呼吸过程对碳收支的影响。 

  NASA计划在20147月发射OCO-2卫星,替代2009年发射失败的OCO-1。目前陆地和海洋吸收了人类化石燃料排放近一半的CO2,但是未来如何变化科学家还不清楚,NASA希望通过OCO-2观测了解陆地与海洋吸收之外的CO2在全球大气中的不均匀分布,对碳排放、碳循环进行精确地测量,提高对温室气体的自然来源与人为排放的理解,改善全球碳循环模型,更好地表征大气中CO2的变化,进而更准确地预测全球气候变化。OCO-2将均匀采样地球陆地和海洋上空的大气,在为期2年时间里对地球受到太阳照射的一半区域每天进行50万次采样,以确定的精度、分辨率和覆盖率提供区域地理分布和季节变化的完整图像。OCO-2仪器的3个高分辨率光谱仪将对太阳进行光学谱监测,聚焦到不同的色带范围,分析测定特定颜色被CO2和氧分子吸收的情况。这些特定颜色被吸收的光量与大气中CO2浓度成正比,研究人员将在计算模型中引入这些新数据以建立量化全球的碳源与碳汇。 

  参考文献 

  [1] NASA. NASA’s OCO-2 Brings Sharp New Focus on Global Carbon 

  http://www.nasa.gov/jpl/news/oco20140402/index.html. 

  [2] New NASA satellite to monitor carbon cycle 

  http://www.delhidailynews.com/news/New-NASA-satellite-to-monitor-carbon-cycle-1396931048/. 

  [3] 刘毅,吕达仁,陈洪滨等.卫星遥感大气CO2的技术与方法进展综述.遥感技术与应用,201126(2)247-254. 

  [4] 郑玉权.温室气体遥感探测仪器发展现状.中国光学,201146):546-561. 

  资料提供:  

  中国科学院遥感与数字地球研究所;中国科学院兰州文献情报中心/中国科学院资源环境科学信息中心 

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