我系刘诚教授团队在利用我国TanSat卫星反演全球CO2浓度的研究中取得新成果

 近日,我系刘诚教授团队在利用我国TanSat卫星反演全球CO2浓度的研究中取得了新的进展。论文“Retrieval of Global Carbon Dioxide from TanSat Satellite and Comprehensive Validation with TCCON Measurements and Satellite Observations”发表于遥感领域国际顶级期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing TGRS)。

2020922日,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布,“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”2021315日习总书记主持召开中央财经委员会第九次会议时再次强调:“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。”

 刘诚教授介绍,本项研究是面向国家实现“碳达峰”和“碳中和”目标的重大需求展开。目前国际普遍认可的CO2卫星产品是来自日本GOSAT卫星和美国的OCO-2卫星的官方数据产品,相关技术对我国严格封锁。随着我国首颗温室气体监测卫星TanSat的发射成功,我国有望成为第三个可以独立自主提供全球CO2卫星数据产品的国家,在应对气候变化的全人类事业中拥有国际话语权。然而,利用位于700 km高空的卫星对地面2 km×2 km狭小区域内的CO2浓度进行高精度(要求2.53.0 ppm)反演本身具有很高的技术难度。此外,由于我国相关研究起步较晚,TanSat卫星的一级光谱质量较国外同类卫星仍存在着一定差距,给本研究带来了诸多挑战。课题组前后历时两年多,攻破了许多技术难点,自主开发了高光谱卫星在轨二次定标技术,解决了TanSat运行期间仪器性能衰减、飞行不稳定、地面定标参数偏差、光谱信噪比低、光谱偏移等难题,最终成功在太阳耀斑观测模式下反演出了全球CO2总柱浓度和干空气混合比(XCO2)产品。经过与美日同类卫星和国际地面标准站网TCCON的对比验证,反演精度达到了1.75 ppm,接近于国外标杆产品的质量。TGRS审稿人评价该项研究成果是“一项非常有价值的研究”、“为今后在大气痕量气体监测业务中解决此类问题扩展了新的思路和积累了宝贵经验” 。

https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9397344


中国碳星(TanSat


全球CO2总柱浓度季平均分布图(从左至右依次为TanSatGOSATOCO-2的数据产品)

 

全球XCO2季平均分布图(从左至右依次为TanSatGOSATOCO-2的数据产品)