“我們擁有一個(gè)正在發(fā)射的小型衛(wèi)星‘艦隊(duì)’,但它們都只是科學(xué)試驗(yàn)?!泵绹詈骄郑∟ASA)“軌道碳觀測者2號(hào)”(OCO-2)科學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人David Crisp表示,“我們現(xiàn)在正試圖做的,只是弄清楚如何從太空監(jiān)控溫室氣體?!?/div>
科學(xué)家從兩顆具有開創(chuàng)性的衛(wèi)星上獲取數(shù)據(jù):于2014年發(fā)射、測量二氧化碳的OCO-2,以及于2009年發(fā)射、追蹤二氧化碳和甲烷的日本溫室氣體觀測衛(wèi)星(GOSAT)。NASA和日本宇宙
航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)正致力于校正不相容的儀器,并且形成一個(gè)地基監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)。
Crisp介紹說,兩個(gè)探測器都具有約5%的誤差范圍,而他的團(tuán)隊(duì)想將OCO-2的測量值誤差減少到0.25%。
與此同時(shí),各國正競相發(fā)射一系列新衛(wèi)星,以便為較大規(guī)模的監(jiān)控計(jì)劃奠定基礎(chǔ)。今年,中國將發(fā)射兩顆二氧化碳監(jiān)控衛(wèi)星,而日本計(jì)劃于2018年發(fā)射GOSAT-2。NASA正期待著最早于2018年將OCO-3發(fā)射升空。和其“前任”不同,OCO-3將不是一顆自由飛行的衛(wèi)星,而是一臺(tái)由OCO-2零配件組建并被安裝到國際空間站上的光譜儀。
Crisp表示,NASA科學(xué)家知道如何研制一臺(tái)比OCO-2光譜儀強(qiáng)大20倍的儀器,但該機(jī)構(gòu)沒有建造及發(fā)射的資金?!拔疑踔翢o法競爭這筆經(jīng)費(fèi)。”他說,“因?yàn)樗静淮嬖凇!蹦壳?,NASA正在研制一顆名為ASCENDS的衛(wèi)星。ASCENDS將利用激光測量二氧化碳,并且和OCO-2不同,其能在夜晚和高緯度的冬天追蹤這種氣體。
這些衛(wèi)星將延續(xù)從2002年開始利用SCIAMACHY測量二氧化碳的連續(xù)記錄。SCIAMACHY是歐空局Envisat探測器上的一臺(tái)光譜儀。到2030年,全球太空機(jī)構(gòu)想將這個(gè)特定的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成由約6臺(tái)探測器組成的協(xié)調(diào)“艦隊(duì)”。
近日,60多個(gè)機(jī)構(gòu)共同制定了一份聲明。該聲明設(shè)立了遠(yuǎn)大的目標(biāo),即研發(fā)、應(yīng)用新監(jiān)控技術(shù)并且共享由此獲得的數(shù)據(jù)。去年,在12月的聯(lián)合國氣候峰會(huì)于巴黎召開前,法國啟動(dòng)了此項(xiàng)努力。在那次會(huì)議上,各國通過了一項(xiàng)抑制溫室氣體排放的協(xié)議,并且承諾提出證明其正在實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的方法。新生的衛(wèi)星計(jì)劃將幫助各國達(dá)到這一要求。
“雖然該計(jì)劃還很籠統(tǒng),但卻是一個(gè)開端?!狈▏鴩铱臻g研究中心(CNES)主任Jean-Yves Le Gall表示,該團(tuán)隊(duì)正討論如何在9月于墨西哥舉行的會(huì)議前,分配并利用來自該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
對于很多研究人員來說,CNES的努力是一個(gè)頗受歡迎的驚喜。“我認(rèn)為這很重要。”德國布萊梅大學(xué)遙感專家Heinrich Bovensmann表示,“現(xiàn)在,我們要看能從中獲得什么結(jié)果?!?/div>
目前這一代衛(wèi)星測量的是既定空氣柱中有多少二氧化碳。不過,科學(xué)家和政府真正想知道的是,這些二氧化碳來自何處。為查明工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的氣體排放,研究人員還必須確定有多少二氧化碳被陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收、釋放。
這就要求將大氣中的二氧化碳測量值同關(guān)于自然環(huán)境如何吸收并釋放氣體的信息相結(jié)合,并且把這些數(shù)據(jù)并入詳細(xì)的氣流模型,以便追蹤二氧化碳可能來自何處。本質(zhì)上,此項(xiàng)任務(wù)要求研發(fā)一些同現(xiàn)有天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)類似但卻反過來運(yùn)行的東西。
普林斯頓大學(xué)氣候研究人員Stephen Pacala介紹說,達(dá)到查實(shí)各國是否正在實(shí)現(xiàn)其
減排目標(biāo)所需的精確度是一項(xiàng)難以完成的任務(wù)。他認(rèn)為,和目前的溫室氣體統(tǒng)計(jì)相比,這些衛(wèi)星需要更加精確?,F(xiàn)有方法利用了關(guān)于化石燃料消耗以及經(jīng)濟(jì)和土地使用趨勢的各種數(shù)據(jù)。不過,Crisp和同事確信,他們會(huì)獲得對科學(xué)家和
政策制定者均有用的溫室氣體數(shù)據(jù)。(宗華)