全球變暖、溫室效應(yīng)、極端天氣、霧霾……每一個(gè)詞都如一把重錘，不時(shí)地敲打人類(lèi)脆弱的文明。從未有任何一個(gè)問(wèn)題，如“氣候變化”一樣，牽動(dòng)到世界上每一個(gè)人、甚至每一種生命。

　　面對(duì)嚴(yán)峻的“氣候變化”形勢(shì)，減少二氧化碳等溫室氣體的排放已成為應(yīng)對(duì)“困局”的必然選擇，而提到溫室氣體的減排，碳排放的量化監(jiān)測(cè)是各國(guó)重要的技術(shù)基礎(chǔ)和保障。

　　目前的所有碳排放量監(jiān)測(cè)手段中，只有星載高光譜溫室氣體探測(cè)技術(shù)既能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大氣中CO2等溫室氣體濃度的高精度探測(cè)，又能夠獲取全球各區(qū)域氣體濃度分布數(shù)據(jù)。

　　正因如此，各發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛積極研發(fā)專(zhuān)用的、高精度溫室氣體觀測(cè)衛(wèi)星。但由于極高的技術(shù)難度，目前僅有兩顆衛(wèi)星從太空監(jiān)視地球溫室氣體排放：一顆是日本于2009年發(fā)射的包括CO2、CH4濃度觀測(cè)的衛(wèi)星GOSAT，一顆是美國(guó)于2014年發(fā)射的、專(zhuān)門(mén)用于大氣CO2濃度測(cè)量衛(wèi)星OCO-2衛(wèi)星。

　　現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)近6年的攻關(guān)研制，我國(guó)首顆CO2觀測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星TANSAT也即將于2016年末發(fā)射，對(duì)人類(lèi)碳排放一探究竟！

　　氣候變化——“更熱、更旱、更澇的未來(lái)”？

　　談到氣候變化，人們不難聯(lián)想到一個(gè)詞語(yǔ)——“極端天氣”。

　　2015年是極端天氣多發(fā)的一年：五月份，西班牙的巴倫西亞和蘭薩羅特溫度達(dá)到了46.2攝氏度，高出歷史紀(jì)錄6攝氏度；七月份，埃及盧克索的溫度高達(dá)47.6攝氏度；十月份，南非的弗雷登達(dá)爾則達(dá)到48.4攝氏度！高溫導(dǎo)致的干旱愈演愈烈，阿拉斯加、印度尼西亞出現(xiàn)破紀(jì)錄的持續(xù)野火，印度西南季風(fēng)的降雨量也低于常值。

　　高溫不僅帶來(lái)干旱，增溫的大氣同時(shí)也獲得了更多的含水量，一月份，馬拉維爆發(fā)了有史以來(lái)的最大洪水，印度金奈、北愛(ài)爾蘭、巴基斯坦也均打破了24小時(shí)降雨量的記錄……

　　面對(duì)這一系列極端天氣現(xiàn)象，甚至于2016年世界氣象日的主題也被定為“直面更熱、更旱、更澇的未來(lái)”！

　　氣候變化的主要因素是全球變暖，其正在破壞季節(jié)的自然格局，過(guò)去十年中，極端天氣的頻率和強(qiáng)度均顯著增加。

　　現(xiàn)在我們把視角從全球轉(zhuǎn)到中國(guó)，從14年到16年，中國(guó)南方的頻繁暴雨讓“看?！钡臉?lè)觀主義迅速被嚴(yán)肅的救災(zāi)報(bào)道沖淡，觸目驚心的城市內(nèi)澇畫(huà)面引發(fā)了廣泛的重視與擔(dān)憂，以往難以感知的氣候變化（全球變暖、冰川融化）以暴雨的形式與霧霾一同站在前臺(tái)。

　　中國(guó)氣象局前局長(zhǎng)鄭國(guó)光指出：“近60年來(lái)，全國(guó)地表平均溫度升高1.38攝氏度，平均每10年升高0.23攝氏度，幾乎是全球平均升幅的兩倍”，換言之，全球變暖，中國(guó)尤甚。

　　在巴黎協(xié)定關(guān)于將全球平均氣溫的升溫保持在遠(yuǎn)低于2攝氏度的目標(biāo)道路上，世界各國(guó)正在快馬加鞭為這一目標(biāo)努力。大量的科學(xué)論證表明，若超過(guò)2攝氏度，地球上的生命將岌岌可危，然而，關(guān)于地球升溫的科學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)則顯得觸目驚心。

　　誰(shuí)是“罪魁禍?zhǔn)住?/strong>

　　大氣中溫室氣體被認(rèn)為是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

　　事實(shí)上，地球大氣猶如把熱騰騰的飯盒用塑料袋扎緊，將太陽(yáng)送到地球的熱量吸收并緩慢釋放，即“溫室效應(yīng)”。在過(guò)去的幾百億年中，“溫室效應(yīng)”使地球溫度適宜升高以孕育生命。

溫室氣體的影響

　　然而自工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)向大氣中排入的溫室氣體逐年顯著增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，諸如森林砍伐、礦物燃燒等人類(lèi)活動(dòng)正迅速打破原有的溫度平衡，放大了大氣的保溫效應(yīng)。這正是造成全球氣溫升高、極端天氣頻現(xiàn)的關(guān)鍵。

　　溫室氣體中CO2的體量相對(duì)較大，是最為重要的一種溫室氣體?？茖W(xué)家們采集了南極Dome C區(qū)域的冰芯，通過(guò)測(cè)量冰芯中水同位素含量和氣泡內(nèi)封存氣體的濃度，得出了在過(guò)去的80萬(wàn)年間，南極溫度與大氣中CO2濃度正相關(guān)的結(jié)論。

　　在過(guò)去的80萬(wàn)年，CO2的大氣含量與南極溫度正相關(guān)（摘自Climate Change Evidence & Causes）

　　最新的國(guó)際政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）第四次評(píng)估報(bào)告明確指出，由于人類(lèi)活動(dòng)影響，大氣CO2的濃度已經(jīng)由工業(yè)革命前的280ppm（ppm是英文parts permillion的縮寫(xiě)，常用來(lái)表示氣體濃度或者溶液濃度）上升到今天的380ppm，CO2濃度的顯著增加急劇加快了全球變暖的進(jìn)程。

　

在過(guò)去的1千年，CO2的大氣含量自18世紀(jì)工業(yè)革命開(kāi)始顯著上升（摘自Climate Change Evidence &； Causes）

　　正是在這樣的全球背景下，國(guó)家科技部-863計(jì)劃在十二五期間專(zhuān)門(mén)設(shè)置了“全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱(chēng)全球碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星項(xiàng)目），目標(biāo)是研制并發(fā)射一顆“以高光譜CO2探測(cè)儀、多譜段云與氣溶膠探測(cè)儀為主要載荷的高空間分辨率和高光譜分辨率全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”，建立高光譜衛(wèi)星地面數(shù)據(jù)處理與驗(yàn)證系統(tǒng)，形成對(duì)全球、中國(guó)及其它重點(diǎn)地區(qū)大氣CO2濃度監(jiān)測(cè)能力，監(jiān)測(cè)精度達(dá)到1-4ppm，使我國(guó)在高光譜大氣CO2濃度觀測(cè)方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　項(xiàng)目中提到的這顆高空間分辨率和高光譜分辨率全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星，正是我們今天文章開(kāi)頭介紹的即將發(fā)射的TANSAT衛(wèi)星，這顆碳衛(wèi)星的發(fā)射，體現(xiàn)了中國(guó)在氣候變化問(wèn)題上的積極擔(dān)當(dāng)。

　　關(guān)于這顆碳衛(wèi)星及載荷，科學(xué)大院稍后進(jìn)行深入解讀。