TanSat任务首次成功地检测到人类活动带来的二氧化碳

一个国际研究小组通过分析来自TanSat任务和哥白尼哨兵-5前驱体任务的测量结果，确定了来自人类活动的二氧化碳。这是首次尝试使用TanSat的测量数据来检测人为的，或人类造成的二氧化碳排放特征。在全球范围内监测温室气体的最关键标准之一是量化人为的二氧化碳排放。

该团队今天（10月25日）在《大气科学进展》杂志上发表了他们的研究。它包括来自中国科学院和芬兰气象研究所的研究人员。

二氧化碳（CO2）被认为是最重要的人为温室气体，因为它对全球变暖和气候变化有重大影响。正因为如此，在过去十年中，已经开发了一些专门用于大气温室测量的卫星任务。

2015年在巴黎举行的联合国气候变化会议上，与会者同意减少温室气体排放，以防止全球地表温度上升。减缓全球变暖是21世纪全球人口面临的一个挑战。由于化石燃料燃烧和土地使用变化等人为活动，二氧化碳的浓度继续上升。与化石燃料燃烧有关的排放具有地方性，城市地区是主要的贡献者，占全球排放量的70%以上。然而，对于科学家来说，要获得研究城市人为排放所需的高精度测量，一直是特别具有挑战性的。

2016年发射的TanSat是中国的第一颗全球二氧化碳监测卫星。Tan是碳的中文读音。虽然TanSat已经为研究人员提供了几年的数据，但最近在TanSat的仪器中加入了新的算法，大大改善了TanSat的测量精度。

研究小组通过观察在两个城市收集的两组测量数据来进行研究。科学家们使用了2018年5月在中国唐山附近和2018年3月在日本东京附近采集的TanSat二氧化碳数据。他们将TanSat数据与哥白尼Sentinel-5前体卫星上的TROPOspheric Monitoring Instrument在相同日期在相同城市上空捕获的二氧化氮测量值进行了比较。

中国科学院大气物理研究所的杨东旭说："我们分析了TanSat数据与欧洲哥白尼哨兵-5前驱体TROPOMI的二氧化氮观测数据的协同作用，以帮助探测人为羽流并分析二氧化碳与二氧化氮的比率。"

两个案例研究表明TanSat二氧化碳测量有能力捕捉到羽流中的人为变化，并具有像TROPOspheric Monitoring Instrument的二氧化氮观测那样的空间模式。此外，中国唐山和日本东京的二氧化碳与二氧化氮比率与排放清单一致。

"这是唐山卫星数据分析的一个重要步骤。"芬兰气象研究所的Janne Hakkarainen说："下一步是推断排放量，并为TanSat-2星座做准备，包括对二氧化碳和二氧化氮羽流的联合分析。"

展望未来，该团队有计划扩大这项研究。"TanSat是我们在全球碳监测方面的第一次尝试。"来自中国科学院大气物理研究所的刘毅说："中国的下一代全球二氧化碳监测卫星任务，即TanSat-2，现在正处于设计阶段。"

据刘说，TanSat-2的目标测量将集中在城市，有800-1000公里（500-620英里）宽的扫描范围，利用成像过程和500米（1600英尺）的足迹大小记录从城市中心到农村地区的二氧化碳梯度，以提高排放估计的准确性。TanSat-2将是一个由卫星组成的星座，分布在上午和下午的至少两个轨道上，一天两次覆盖一个城市或一个点源。

"我们的目标是利用卫星测量来提高我们对碳循环的认识，并进一步分析和制约二氧化碳源和汇及其不确定性，"刘说。