中新社甘肅酒泉12月22日電 題:解讀中國碳衛(wèi)星如何“以小見大”

中新社記者 張素

圖/新華社

22日凌晨在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空的中國碳衛(wèi)星,可以概括為“以小見大”。

首先,“小”身材卻有“大”本領。

碳衛(wèi)星重約620公斤,由三部分組成:模塊化衛(wèi)星平臺、高光譜與高空間分辨率二氧化碳探測儀、多譜段云與氣溶膠探測儀。

為滿足碳衛(wèi)星在5種觀測模式和十余種指向模式間自如切換的要求,衛(wèi)星平臺研究人員為其打造出一副好“身板”。中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院碳衛(wèi)星總設計師尹增山說,“復雜姿態(tài)指向控制系統(tǒng)”讓衛(wèi)星能夠大角度姿態(tài)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(quán)說,他們先用6年時間,建立全息衍射光柵的制造系統(tǒng)及相關(guān)檢測,相當于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(quán)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(shù)量。

多譜段云與氣溶膠探測儀負責測量云、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。碳衛(wèi)星工程地面應用系統(tǒng)總設計師楊忠東說,這臺儀器雖非“主角”,但它能監(jiān)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(shù)據(jù)支撐。

其次,“大”噪音里找“小”目標。

楊忠東說,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?！皣鴥?nèi)優(yōu)勢單位集中起來聯(lián)合攻關(guān),填補了國內(nèi)技術(shù)空白”。

比如多譜段云與氣溶膠探測儀。二氧化碳和氣溶膠相近,通過這臺儀器,既解決了對二氧化碳監(jiān)測的“噪音”干擾問題,也有助于科學分析兩者之間的聯(lián)系。

根據(jù)設計要求,碳衛(wèi)星的二氧化碳濃度監(jiān)測精度優(yōu)于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,碳衛(wèi)星能夠發(fā)現(xiàn)二氧化碳的濃度出現(xiàn)1%的變化。

據(jù)介紹,碳衛(wèi)星開始長達3年的工作,每日記錄長約10小時的數(shù)據(jù)。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衛(wèi)星接收站網(wǎng)負責接收處理數(shù)據(jù)。

最后,“小”衛(wèi)星承擔“大”使命。

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

此前全球已有兩顆二氧化碳監(jiān)測衛(wèi)星:日本在2009年發(fā)射的“呼吸”號溫室氣體觀測衛(wèi)星,美國在2014年發(fā)射的OCO—2衛(wèi)星。

李加洪說,碳衛(wèi)星不僅填補了中國在該領域的空白,而且整體水平高于“呼吸“號。它對全球大氣中二氧化碳濃度進行動態(tài)監(jiān)測,給出全球碳分布數(shù)據(jù),不僅體現(xiàn)了中國應對全球氣候變化采取的行動,也展現(xiàn)了負責任大國的擔當。

完成在軌測試后,碳衛(wèi)星將每隔16天對地球進行一次“體檢”,經(jīng)過2—3個月數(shù)據(jù)累計,完成對地球的全覆蓋?？茖W家從中可以得到不同季節(jié)、不同地區(qū)碳排放情況的“體檢報告”。

據(jù)了解,官方已經(jīng)制定了碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理辦法,將適時與國內(nèi)外共享數(shù)據(jù)。碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)還已加載到國家綜合地球觀測數(shù)據(jù)共享平臺,被列入全球生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)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衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過中歐“龍計劃”合作開展深度研究?？茖W家希望能與歐美等碳衛(wèi)星形成聯(lián)合觀測,共同造福人類。(完)