8月4日11时08分，我国首颗陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”成功发射
大气中的二氧化碳浓度如何观测？遥望蓝天，“碳卫星”正成为中坚力量。卫星在轨运行只是第一步，如何利用卫星遥感进行准确有效的监测、获取高质量数据、对数据进行科学解析以及数据产品的应用等环节才是重头戏。8月4日11时08分，我国陆地生态系统碳监测卫星在太原卫星发射中心由长征四号乙运载火箭成功发射。让我们一起走近“碳星”。
我国碳汇监测进入天基遥感时代
8月4日11时08分，由中国航天科技集团五院遥感卫星总体部抓总研制的陆地生态系统碳监测卫星（以下简称“碳星”），在太原卫星发射中心由长征四号乙运载火箭成功发射。
该星由中国航天科技集团五院遥感卫星总体部抓总研制，将广泛应用于陆地生态系统碳监测、陆地生态和资源调查监测、国家重大生态工程监测评价、大气环境监测和气候变化中气溶胶作用研究、灾害监测评估、农情遥感监测等。我国传统的碳汇测量主要依靠人工对森林植被进行抽样监测，为了让中国森林碳汇迈向天基遥感时代，卫星研制团队花了十年时间铸星。
4种载荷支持获取森林碳汇监测数据
森林碳汇监测需要有高精度的植被数据作为支撑。植被高度、植被面积、叶绿素荧光和大气PM2.5含量，是计算森林碳汇能力的核心数据。碳星是世界首颗森林碳汇主被动联合观测的遥感卫星，配置了4种载荷支持获取以上数据。
多波束激光雷达热真空试验现场
航天科技集团九院所供图
其中，叶绿素是植被光合作用的关键影响因素，叶绿素荧光高精度制图也成为碳星支撑高精度碳汇监测的重要环节。但叶绿素荧光的能量非常小，仅有约0.5%至2%以荧光的形式发射出来。为提升叶绿素光谱探测精细程度，科研人员为碳星设计配置了超光谱探测仪，创新性使用了光栅分光原理，将光谱分辨率较传统提升了10倍，实现国际首次0.3纳米精细探测，能够探测到人眼所看不到的太阳光细微明暗变化。
47种工作模式，全自动完成
除了森林碳汇监测这一主业，碳星还可广泛应用于环保、测绘、气象、农业、减灾等领域，工作模式多达47种。为了让卫星支持更多应用，同时操控便捷，研制团队从硬件上保证各种载荷数据独立传递，从软件上让卫星“智能化”，根据设定的边界条件参数实现自主辨别海洋、陆地、光照条件，并以此自动规划最佳探测任务流程，实现自主任务规划。
陆地生态系统碳监测卫星激光雷达测量高示意图
航天科技集团五院供图
在这种设计下，除了特殊或突发任务，碳星无需用户操心，而能像智能扫地机器人一样，扫哪里、怎么扫，全自动完成。
提高我国应对全球气候变化的话语权
碳中和进程不仅依赖能源技术的变革创新，也离不开相关*策的优化和实施效果的评估。这就要求对碳排放、碳汇的现状和变化过程有深入了解，而全面准确的监测数据是重要基础。很长一段时间以来，人们主要通过地面站点监测二氧化碳排放，虽然绝对精度较高，但因地面监测站数量有限，很难覆盖全球，无法得出全球范围二氧化碳及碳源、碳汇的空间分布情况。发射碳卫星，能掌握在全球气候谈判、未来碳交易等上的主动权。
碳星将在碳储量监测、生态资源详查、国家重大生态工程监测评价等方向提供遥感监测服务，为“美丽中国”发挥遥感力量，提高我国应对全球气候变化的话语权和主导权。
来源：科技日报、新华网、新京报等