甲烷(CH4)是辐射强迫仅次于二氧化碳(CO2)的重要温室气体,减少CH4排放是控制全球增温,实现碳中和目标的必要手段.面对碳中和战略需求,快速定位排放源并定量监测CH4排放量,准确估算全球和区域CH4源汇分布,对减排措施的制定、实施和评价均具有重要的现实意义.此外,结合长期CH4观测数据和气候系统模型探索大气CH4浓度变化规律,是预测和积极应对气候变化的前提.IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019修订版正式提出了利用"自上而下"方法计算通量、核验排放清单的方法,表明获取全球范围内的高精度高时空分辨率CH4观测数据势在必行.为了实现碳中和目标,本文首先从大气CH4研究需解决的几个关键科学问题入手,分析了 CH4的星载探测需求,总结了 CH4星载探测的现状和发展趋势,并简要介绍了中国第二代碳卫星的设计思路.同时,星载CH4探测还依赖于高精度的反演算法提供可靠的数据产品,以实现监测和实际应用的目的.因此,本文进一步阐述了卫星遥感CH4反演算法及相应数据产品在排放量监测和通量反演中的应用,论述了提升反演算法计算效率和精度,开发甲烷烟羽快速识别算法和建立通量反演算法的必要性.最后,本文从探测、数据获取和应用的角度进行总结,表明了 CH4卫星观测在碳中和目标实践中的科学应用潜能.

碳中和;甲烷;卫星遥感;反演算法;源汇;排放监测

姚璐;杨东旭;蔡兆男;朱思虹;刘毅;邓剑波;田龙飞;尹增山;卢乃锰

中国科学院大气物理研究所,北京100029;湖南省气象科学研究所,长沙410118;中国科学院微小卫星创新研究院,上海201203;中国气象局国家卫星气象中心,北京100081

大气科学

[1]姚璐;杨东旭;蔡兆男;朱思虹;刘毅;邓剑波;田龙飞;尹增山;卢乃锰-.面向我国碳中和、碳达峰的大气甲烷观测卫星现状与发展趋势分析)[J].大气科学,2022(06):1469-1483

现状与发展趋势,发展趋势分析,CH4,辐射强迫,仅次于,全球增温,碳中和目标,碳中和战略,战略需求,快速定位,排放源,源汇,减排措施,观测数据,气候系统,系统模型,模型探索,浓度变化,应对气候变化,IPCC,温室气体清单,单指,修订版,核验,排放清单,高时空分辨率,关键科学问题,星载,第二代,碳卫星,反演算法,数据产品,卫星遥感,算法计算,计算效率,快速识别,识别算法,数据获取,卫星观测,科学应用,排放监测

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