近年來(lái)，極端天氣、冰川融化、海平面上升等氣候變化帶來(lái)的問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻，全球變暖對(duì)于地球環(huán)境與生態(tài)的影響已經(jīng)越來(lái)越明顯，減少溫室氣體排放刻不容緩。二氧化碳作為主要的溫室氣體，是控制氣候變化的關(guān)鍵對(duì)象。對(duì)于大氣二氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)也是研究與監(jiān)測(cè)氣候變化情況的重點(diǎn)。

氣候變化是全球性的，關(guān)于大氣二氧化碳濃度與全球氣候變化的研究也不能局限于局部環(huán)境。普通的氣象站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受到周圍排放源的影響太大，只能代表周圍環(huán)境的二氧化碳濃度，無(wú)法用于區(qū)域以及全球的大尺度溫室氣體研究。

全球大氣觀測(cè)網(wǎng)使用的檢測(cè)全球尺度以及區(qū)域尺度大氣成分變化的大氣本底監(jiān)測(cè)站對(duì)于站址的地理環(huán)境要求非常嚴(yán)格。以全球大氣本底站為例，不僅要求周圍30~50km范圍內(nèi)地形開(kāi)闊、氣流通暢、人為活動(dòng)稀少、沒(méi)有對(duì)全球尺度大氣本底狀態(tài)有影響的持續(xù)性的固定污染源等，還對(duì)下墊面條件有一定要求。目前我國(guó)的全球大氣本底站僅有青海瓦里關(guān)全球大氣本底站一個(gè)。

本底大氣的二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)方法較多，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《氣相色譜法本底大氣二氧化碳和甲烷濃度在線觀測(cè)方法》(GB/T 31705-2015)規(guī)定的氣相色譜法以及氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《本底大氣二氧化碳濃度瓶采樣測(cè)定方法-非色散紅外法》(QX/T 67-2007)規(guī)定的非色散紅外法等。利用這些方法，全球大氣本底站為研究、評(píng)估全球氣候變化提供了重要的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

然而利用大氣本底站監(jiān)測(cè)二氧化碳濃度變化并不能反映全球二氧化碳濃度的實(shí)時(shí)分布情況。利用衛(wèi)星在太空進(jìn)行監(jiān)測(cè)就成為理想的補(bǔ)充監(jiān)測(cè)方法，不僅可以進(jìn)行覆蓋全球的高分辨率觀測(cè)，而且可以利用高性能計(jì)算機(jī)模擬大氣二氧化碳傳輸過(guò)程和每時(shí)每地的大氣二氧化碳含量。

目前世界僅有三顆專門(mén)用于二氧化碳觀測(cè)的衛(wèi)星，分別為日本GOSAT衛(wèi)星、美國(guó)OCO-2衛(wèi)星和我國(guó)的TANSAT衛(wèi)星。TANSAT衛(wèi)星上搭載了高光譜二氧化碳探測(cè)儀、多譜段云與氣溶膠探測(cè)儀兩臺(tái)主要載荷，分別用于探測(cè)大氣吸收光譜信息和剔除干擾二氧化碳濃度反演的因素，可以對(duì)我國(guó)及全球其他重點(diǎn)地區(qū)的大氣二氧化碳濃度進(jìn)行高精度監(jiān)測(cè)。

TANSAT衛(wèi)星于2016年發(fā)射升空。近日，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所的研究人員基于TANSAT的大氣二氧化碳含量觀測(cè)數(shù)據(jù)，獲取了中國(guó)碳衛(wèi)星首個(gè)全球碳通量數(shù)據(jù)集。這意味著我國(guó)實(shí)現(xiàn)了全球碳收支的空間定量監(jiān)測(cè)。與單純的二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)相比，這一能力在控制二氧化碳排放可以發(fā)揮更大的作用。

8月9日聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)發(fā)布報(bào)告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》，向全人類發(fā)布?xì)夂蜃兓?span>“紅色警報(bào)”，如果不能進(jìn)行立即、快速和大規(guī)模的溫室氣體減排，全球平均溫度升溫不超過(guò)1.5℃的控制目標(biāo)將難以實(shí)現(xiàn)。在減少碳排放上我國(guó)已經(jīng)展現(xiàn)了大國(guó)擔(dān)當(dāng)，不僅在于“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的提出，還在于在應(yīng)對(duì)全球氣候變化的技術(shù)上我國(guó)作出了很多貢獻(xiàn)，碳衛(wèi)星也是其中之一。

監(jiān)測(cè)碳排放是應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題的重要一環(huán)，星載CO2探測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)讓二氧化碳監(jiān)測(cè)從的地面轉(zhuǎn)向太空。然而目前碳衛(wèi)星的數(shù)量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我國(guó)已經(jīng)在這一方面展示了自己積極參與應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題的態(tài)度，剩下的還需要世界各國(guó)共同努力。