中国自2020年9月提出“碳中和”“碳达峰”双碳目标以来，如何开展监测并逐步实现目标备受关注。
来自中国科学院大气物理研究所(中科院大气所)的最新消息说，该所刘毅研究团队近日在专业学术期刊《大气科学进展》发表最新研究成果论文，介绍“中国第一颗全球二氧化碳监测科学实验卫星——中国碳卫星(TanSat)首个全球碳通量数据，助力中国双碳目标和全球盘点行动”透露，基于中国碳卫星的大气二氧化碳含量观测，研究团队利用先进的碳通量计算系统，已获取中国碳卫星首个全球碳通量数据集。
刘毅研究员表示，这是一个里程碑式的结果，也是整个中国碳卫星团队近10年科技攻关的最终应用成果，标志中国已具备全球碳收支的空间定量监测能力，也是国际上继日本、美国之后的第三个具备全球碳收支空间定量碳监测技术的国家。同时，全球盘点有助于了解温室气体减排、增汇等行动对气候变化趋势的影响，中国碳卫星为全球统一、无偏差的碳收支核算奠定了科技基础。
论文第一作者、中科院大气所副研究员杨东旭指出，卫星遥感由于特殊的观测方式，决定了其可以在二氧化碳全球观测中发挥较大作用，特别是在全球覆盖高分辨率的观测上“看的广、看的清”。卫星遥感观测和高性能计算机模拟相结合，可实现更精准的全球碳收支空间定量监测能力。
他介绍说，中国碳卫星2016年12月下旬成功发射升空并在轨运行，成为国际第三颗温室气体卫星，其目标是实现全球大气二氧化碳柱平均干空气混合比(即大气二氧化碳浓度)的高精度监测，为碳排放科学研究提供卫星观测数据资料。作为一颗近极地太阳同步轨道卫星，中国碳卫星飞行高度约700公里，每天绕地球飞行约14圈，搭载有主载荷“高光谱分辨率大气二氧化碳探测仪”和辅助载荷“云和气溶胶偏振成像仪”，其中，高光谱分辨率大气二氧化碳探测仪利用对地球反射的近红外/短波红外太阳辐射，对大气中二氧化碳的含量进行探测。
论文通讯作者、中科院大气所王婧博士强调，数据质量特别是观测精度，是制约卫星数据有效应用的瓶颈，二氧化碳的卫星监测精度需求高于0.5%，这在卫星大气成分遥感领域中是非常高的要求。中国碳卫星的首幅二氧化碳分布数据，在卫星完成在轨测试后，由中科院大气所依靠自主研发的反演系统获取并向全球公开发布，经过科研人员持续改进数据质量和反演算法，目前其最新一版数据产品偏差和探测精度已跻身于全球领先水平。
她说，研究团队利用中国碳卫星观测资料估算出12个月(2017年5月至2018年4月)的全球陆地碳净通量，其结果与利用日本、美国的碳卫星资料的结果大体一致，这既表明中国首颗碳卫星具有全球碳通量监测的能力，也为进一步使用中国碳卫星观测资料来量化地-气碳交换的深入研究奠定了基础。
2020年，中国科技部国家遥感中心和欧洲空间局签署温室气体遥感监测合作协议，推动中国碳卫星加入欧洲空间局第三方卫星数据应用计划，也表明中国碳卫星及其观测数据开始逐步走向世界。
刘毅表示，首颗碳卫星已在空间温室气体高精度监测领域实现中国从无到有的第一步，在此基础上，面向未来的中国新一代天基碳监测系统的设计工作已经开始，相信中国新一代碳卫星具备更全面、更有效的探测能力，将更好地服务于中国双碳目标的监测需求，联合其他国家的温室气体卫星开展协同观测，还将共同实现国际社会的盘点(盘点各国的实际行动在减缓气候变化中的贡献)需求，助力人类命运共同体实现“碳中和”。
