我国下一代碳卫星将有能力区分碳汇和碳排放

本报讯（记者高雅丽）中国科学院大气物理研究所联合中国科学院微小卫星创新研究院、生态环境部环境卫星应用中心、英国爱丁堡大学等国内外单位，提出并研制了面向我国下一代碳卫星（TanSat-2）碳监测、核算的新方法、新系统。仿真观测显示，这一方法可成功区分自然碳汇和人为碳排放。近日，相关成果发表于《大气科学进展》。

过去，碳卫星能够看到大气中二氧化碳浓度的“余额”变化，却难以分清变化究竟来自化石燃料燃烧，还是来自植物生长和生态系统交换。TanSat-2的核心目标任务之一就是给碳卫星装上“放大镜”，把碳“账本”拆解得更清楚。论文第一作者、中国科学院大气物理研究所研究员杨东旭表示，这意味着未来碳卫星不再只回答“大气中有多少二氧化碳”，还要进一步回答“谁在排、谁在吸”。

这项研究把两类互补线索放进同一个反演框架：一类是大气二氧化碳浓度，反映地表碳交换在空气中留下的综合信号；另一类是日光诱导叶绿素荧光（SIF），它是植物进行光合作用时发出的微弱“荧光信号”，可以帮助识别陆地生态系统的生产力。两类观测相结合，就能更有效区分自然碳汇与人为化石燃料排放。

研究团队自主研发了碳卫星观测轨道模拟器，综合考虑大气条件、地表特征等多种影响因素，尽可能真实地模拟卫星在太空中的观测过程和观测数据，然后采用观测系统模拟实验，在已知答案的虚拟碳循环世界中模拟TanSat-2观测数据，再检验反演系统能否准确“找回”预设的碳排放和碳汇。结果显示，在理想的低偏差条件下，TanSat-2的协同观测能够显著提升反演能力。净初级生产力误差不确定度在西伯利亚和亚马孙等区域最多降低约95%；化石燃料排放误差不确定度在西伯利亚、北亚、美国和南非等区域也可降低80%。

研究开发的误差矩阵工具，也为TanSat-2及未来二氧化碳卫星任务设计提供了一个可量化的评估框架。