2016年12月22日凌晨，我國首顆二氧化碳監(jiān)測衛(wèi)星成功發(fā)射，“碳”秘之旅開始啦！

二氧化碳監(jiān)測衛(wèi)星？“碳”秘之旅？

這些名詞不僅對你來說有點陌生，其實很多專家學(xué)者也不熟悉。因為目前，二氧化碳監(jiān)測衛(wèi)星全世界只有三顆，而我國的“碳衛(wèi)星”就是其中一顆。

太空“華爾茲”

未來3年，這顆“碳衛(wèi)星”將對地球二氧化碳變化進(jìn)行周期性監(jiān)測——每16天工作一次，2～3個月完成一次全球監(jiān)測。

衛(wèi)星在太空中，怎么能監(jiān)測到地球上的二氧化碳變化呢？

這就需要“碳衛(wèi)星”具備一種特殊技能——太空“華爾茲”。

太空“華爾茲”只是一種比喻，旨在表明“碳衛(wèi)星”可以跳舞一般不停地旋轉(zhuǎn)。

衛(wèi)星在太空中不停旋轉(zhuǎn)可不多見，這也是“碳衛(wèi)星”如此稀少的原因之一。中國科學(xué)家成功地攻克了這個難題。

“碳衛(wèi)星”為什么需要不停地旋轉(zhuǎn)呢？原來，旋轉(zhuǎn)可以配合“碳衛(wèi)星”復(fù)雜的觀測模式。

我國的“碳衛(wèi)星”共有三種觀測模式：斜看、豎看、盯著看。

斜看，就是耀斑觀測模式，利用太陽在海面的鏡面反射觀測海面上空的二氧化碳數(shù)據(jù)；豎看，即天底觀測模式，是利用地面的漫反射開展地面二氧化碳觀測；盯著看，就是衛(wèi)星在飛行過程中，始終瞄準(zhǔn)一個特定目標(biāo)進(jìn)行觀測。除此之外，“碳衛(wèi)星”還要觀測太陽和月亮，進(jìn)行對日月定標(biāo)。

一言以蔽之，就是通過對海洋、大地以及特定目標(biāo)的觀測，收集二氧化碳的詳盡數(shù)據(jù)。

但是，要完成這三種模式的觀測，就需要“碳衛(wèi)星”不停地旋轉(zhuǎn)。因為我們的“碳衛(wèi)星”只有一只眼睛，它需要從厚厚的大氣層中，識別出哪些氣體是二氧化碳，還要觀察對比一段時間的變化，繪制出一張張二氧化碳“動態(tài)圖”，這可不容易！

特制“千里眼”

要想得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，光靠“華爾茲”是不行的，“碳衛(wèi)星”還需要一只銳利的太空“千里眼”。

“千里眼”？這是啥玩意？

這就是高空間分辨率的二氧化碳探測儀，能夠生產(chǎn)這種探測儀的國家可不多。

我國科學(xué)家經(jīng)過潛心探索，成功實現(xiàn)了高空間分辨率二氧化碳探測儀的國產(chǎn)化，并將它裝上了“碳衛(wèi)星”，給“碳衛(wèi)星”配備了一只太空“千里眼”。

“千里眼”的工作原理很簡單，就是通過大氣中的“顏色”來識別二氧化碳。

要知道，太陽光經(jīng)過空氣時，空氣中的二氧化碳分子對顏色有不同程度的吸收。通過“千里眼”對這些色彩進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，就能反向推算出二氧化碳分子的數(shù)量，從而得知大氣中的二氧化碳濃度。

“千里眼”的威力何止于此?？茖W(xué)家說，當(dāng)大氣中的二氧化碳含量變化比例超過百萬分之四時，“千里眼”就會立即發(fā)現(xiàn)。

這就好比在頭發(fā)絲里找變化，不是一件容易的事。

但是中國科學(xué)家對“千里眼”非常自信，因為，它可以精確到0.2微米。要知道1微米相當(dāng)于1米的一百萬分之一，那可比頭發(fā)絲還要細(xì)小很多倍哦！

如此高分辨率的探測儀在中國光譜儀器的研制中尚屬首次，也迅速成為領(lǐng)先世界的標(biāo)桿。

外掛“高精尖”

很多人不明白，費了這么大周折掌握全球二氧化碳分布、變化狀況，究竟有什么用呢？

科學(xué)家說，在嚴(yán)峻的氣候變化面前，減少二氧化碳等溫室氣體的排放量成為必然選擇。我們需要相應(yīng)的技術(shù)監(jiān)測和佐證，否則，每個國家都會各執(zhí)一詞，為自己辯護(hù)。

只有精準(zhǔn)探測出全球二氧化碳的分布和變化，才能為治理提供幫助。

正因如此，發(fā)達(dá)國家都開始研發(fā)“碳衛(wèi)星”。

但是，由于技術(shù)難度極高，很多國家望而卻步。

直到2009年，日本成功發(fā)射了第一顆“碳衛(wèi)星”。2014年，美國發(fā)射了全世界第二顆“碳衛(wèi)星”。

2016年12月，我國發(fā)射了全世界第三顆“碳衛(wèi)星”。

和前兩顆“碳衛(wèi)星”相比，我國的“碳衛(wèi)星”除了同樣搭載高尖端的“千里眼”，還有一個“高精尖”的神秘外掛——多譜段云與氣溶膠探測儀。

這臺探測儀可以測量云、大氣顆粒物等，獲取輔助信息，譬如：幫助氣象學(xué)家提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性，并為研究霧霾提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

比起日美兩國，我國的“碳衛(wèi)星”在技術(shù)層面有了長足的進(jìn)步。

“碳”秘之旅，彎道超越，指日可待！