“中國新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星‘風(fēng)云四號’和首顆全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星(簡稱碳衛(wèi)星)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品將對全球用戶免費開放!”10月24日，在地球觀測組織(GEO)第14屆全會“中國日”活動上，中國代表宣布了這一重大消息。

當(dāng)天，碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品率先正式開放共享。至此，中國成為繼日本、美國之后，第三個可以提供碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)的國家。

氣候?qū)W家的主流觀點認為二氧化碳是全球變暖的主要推手，所以準確、實時掌握全球大氣中二氧化碳的濃度變化至關(guān)重要。“碳衛(wèi)星在一定程度上為這個問題提供了解決方案，它可以獲取覆蓋全球的二氧化碳監(jiān)測數(shù)據(jù)。”碳衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮、國家衛(wèi)星氣象中心副主任張鵬說，目前，碳衛(wèi)星的兩個主要載荷的一級數(shù)據(jù)均可下載，其中高光譜溫室氣體探測儀正是用來觀測二氧化碳的。

張鵬介紹，碳衛(wèi)星每天在距地球700公里高度的軌道上飛行，一天能跑14到15圈。其二氧化碳監(jiān)測儀每軌能收集到軌道東西向20公里范圍內(nèi)的地球大氣高光譜分辨率信息。如此，碳衛(wèi)星一天能獲取的數(shù)據(jù)大約覆蓋300公里的區(qū)域。

“理論上講，如果拿到140天左右、2000條軌道的觀測數(shù)據(jù)，就能獲取一張無縫隙全球覆蓋的二氧化碳監(jiān)測圖。”張鵬說，根據(jù)美國同類衛(wèi)星OCO-2的經(jīng)驗，一般積累一年才能提供一套完整的全球二氧化碳監(jiān)測數(shù)據(jù)。

此次數(shù)據(jù)向國際開放，中方專家團隊期待：如果中、美、日三家碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)能形成互補，或?qū)⒃谝欢ǔ潭壬辖鉀Q完整數(shù)據(jù)獲取周期長的問題。

“要將碳衛(wèi)星的全球觀測資料完整無誤地接收下來，需要衛(wèi)星和地面精準‘握手’。”張鵬說，碳衛(wèi)星有三個地面接收站，瑞典基律納站和兩個國內(nèi)站，尤其是前者，保證了觀測資料“不在衛(wèi)星上過夜”。

衛(wèi)星接收原始觀測資料無法直接使用，需要進行加工預(yù)處理，包括定位、輻射定標等，技術(shù)難度極高。以光譜分辨率為例，需要在1納米的范圍內(nèi)設(shè)計10個到30個探測通道，對這些通道的數(shù)據(jù)標定出精準的波長。之后，原始數(shù)據(jù)就會“變身”光學(xué)信號，成為具有科學(xué)意義的一級數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)提供給科學(xué)家，由其反演二氧化碳濃度，“化身”二級數(shù)據(jù);再跟模式結(jié)合，得到全球二氧化碳碳源匯分布。這之中，一級資料是關(guān)鍵。張鵬介紹，在軌測試的這半年中，他們找到了碳衛(wèi)星與美國OCO-2觀測條件、軌道、區(qū)域完全一樣的一軌，發(fā)現(xiàn)兩顆衛(wèi)星觀測資料的一致性非常好。“這說明，在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面，碳衛(wèi)星與OCO-2是一個量級的。”

張鵬介紹，碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)可為我國將來的大氣治理工作提供科學(xué)依據(jù)。當(dāng)前已開放的是碳衛(wèi)星一級資料，資深用戶已經(jīng)可以用來反演二氧化碳信息。“我們正在不斷地測試碳衛(wèi)星的算法和產(chǎn)品，下一步，會推出應(yīng)用更為廣泛的二級數(shù)據(jù)，做出真正的全球二氧化碳分布圖，為應(yīng)對全球氣候變化作出中國貢獻。”張鵬說。