第一章 雙碳政策背景

1.1. 現狀分析

       自工業(yè)革命以分筆來，由于化石燃料的燃燒、工業(yè)排放等人類活動(dòng)的這讀快速增加，全球大氣 CO2 濃度逐年以約&nbs近女p;2×10－6的增速升高，已成為導緻全球變暖的重要原因。近年來工下，為減緩大氣 CO2 濃度的持續升高以遏制全年店球變暖，各國均制定了相關(guān)減排政策。在經濟社會快速民照發展的同時，我國加快推進綠色低碳轉型、積極參與全球氣候治理，取得了顯著成站路效。面對全球氣候變化和(hé)能源消耗問(wèn)生熱題，我國積極履行國際職責，先後簽訂《聯合國氣候變化框架公約》、《京都議定校音書》，并在2015年巴黎氣候大會上提出“二氧化碳排放2030年左後區唱達到峰值并争取盡早達峰，單位國内生産總值二氧化碳排放比2005年下(xià)降費事60%-65%。” 

      &生區nbsp;但我國産業(yè)結構、能源結構轉型任務仍任重而湖費道遠(yuǎn)。

       有研究顯示，能地國源消費是引起碳排放增長的主要原因，且兩者之間存在着長期均衡的關(g頻街uān)系，即我國能源消費每增加1%，相應的身時碳排放增加0.78%；有統計表明，我國是全球碳排放量最高的國家，到你碳排放量占全球的近三分之一。2019年，全社會碳排放約105億噸讀了，其中(zhōng)能源活動(dòng)碳排放約98億噸輛高，占全社會碳排放比重約87%。能源種類方面，燃煤發電和(hé)供熱排放占能湖資源活動(dòng)碳排放比重44%，煤炭終端燃燒民空排放占比35%，石油、天然氣排放比重分别為15%、6%；能源活動(dòng)領電大域方面，能源生産與轉換、工業(yè)領域碳排放占能源男雜活動(dòng)碳排放比重分别為47%、書作36%，其中(zhōng)工業(yè)領域鋼鐵、建材和(hé都人)化工三大高耗能産業(yè)占比分别達到17%、8%和(hé)6喝少%，除此之外，交通(tōng)運輸、建築領域碳排放占能源活動爸體(dòng)碳排放比重分别為9%、8%。

1.2. 政策解析

      書和 為遏制全球變暖的嚴峻趨勢，作為高速發展的碳排放大國，慢吃2020年9月(yuè)22日第七十五屆聯合國大會一般性辯論會上，以及20技東20年12月(yuè)12日氣候雄心峰會上秒腦，習近平主席兩次向全世界鄭重宣布：中(zhōng)國提要話高國家自主貢獻力度，力争2030年前碳排放達到峰值，努力争取2海哥060年前實現碳中(zhōng)和(hé)；到2030年，中(zhōng)聽藍國單位GDP二氧化碳排放将比2005年下(xià)降65%以上農月，非化石能源占一次能源消費比重将達到25%左右。

      &n房飛bsp;目前已有127個(gè)國家承諾碳中(zhōng說很)和(hé)，這些國家的溫室氣體排放量占全球排放的50%，經濟總量在雪些全球的占比超過40%。歐盟和(hé)美國都表示在2050年實看音現碳中(zhōng)和(hé)，英國、日本、韓國等地費輛區紛紛提出“綠色新政”，拜登将氣候變化置于内外政視腦策的優先位置，更多發展中(zhōng)國家明确低碳轉型目标。“綠色低碳”将成自師為未來很長一段時間内的各國關(guān)年制鍵詞。

       碳排放峰值是指一小日個(gè)經濟體（地區）二氧化碳的最大年排放值，而碳排放達峰是指碳排放紅綠量在某個(gè)時間點達到峰值。核心是碳排放量增速持續降低直至負增長。碳中街快(zhōng)和(hé)是指在一定時間内直接或間接産生友著的溫室氣體排放總量，通(tōng)過植樹(shù)嗎時造林、節能減排等形式，以抵消自身産生的二氧化碳排放量，實現溫室氣體“淨說謝零排放”。核心是溫室氣體排放量的大幅降低，最終達到一個(gè)組雜拍織的一年内所有溫室氣體排放量與溫室氣體清除量“收支平衡”白數。

      &nb章媽sp;作為世界上最大的發展中(zhōng)就業國家，中(zhōng)國“3060”的決心要求僅用10公空年達到峰值、30年降至零排放，中(zhōng)和(hé)斜率美睡會遠(yuǎn)陡峭于歐美，減排速度要超出歐盟一倍，未你筆來40年的碳中(zhōng)和(hé)任務時間緊、任務重。

       碳達黃女峰、碳中(zhōng)和(hé)作為具有時間緊迫性、階段訊雜性執行的國家戰略目标，同時也是排放與吸收的收支中(zhōng)和(hé)過程林西，量化監測跟蹤是非常重要的環節。政府需要動兒精準監測和(hé)管理手段，行業(yè)和(hé)企業(yè)作為實現碳中(z市書hōng)和(hé)的中(zhōng)堅力量，也在畫需要監管和(hé)自我管理、探索優化發展的能力和(hé)工內書具。

       當前，我國明确了“雙碳”現好（碳達峰、碳中(zhōng)和(hé)）的總路(l匠坐ù)徑：力争通(tōng)過對能源、工業(yè)、交通(tōng)、建築年船等重點行業(yè)提高能源使用效率和(hé)産業(yè)結構調整，推件書進減排，在10年之内，也就是2030年使碳排放達到峰值；此後，通(tōng)過好妹能源系統轉型和(hé)碳封存，用30年時間，在2060年實現淨零碳。碳中(大訊zhōng)和(hé)的核心概念是碳排放量“吧讀收支相抵”，是指企業(yè)、團體或個(gè)人測算在一定時間鐵慢内，直接或間接産生的溫室氣體排放，由植樹(shù)造林、節能減排等形式進問些行抵消，實現零碳排放。依照這樣的概念，實現碳中(zh我技ōng)和(hé)主要方法有兩種：（1）碳減排：遏制碳排放，節能減排，構建低碳那商産業(yè)體系；（2）碳吸收：維護自然資(zī)源和(hé)生态環境，植很舞樹(shù)造林，吸收碳排放。

 

第二章 “嗅碳”衛星

       “嗅碳”衛星是人造地球衛星中(zhōng)專門用于對地球二氧化碳濃度測量的衛星，“嗅碳”衛星對二氧化碳濃度的雪可測量精度能夠達到百萬分之一，是人們掌握高精度二氧化碳測量數據的得力“幫手”。 目前僅有３顆“嗅碳”衛星在太空校服中(zhōng)工作，分别是專門測量大氣中(zhōn視市g)二氧化碳濃度的美國“軌道碳觀測者２号”、觀測大氣中(zhōng)上窗二氧化碳和(hé)甲烷等濃度的日本“呼吸”号以及年人我國新發射的首顆碳衛星。

2.1. OCO-2衛星

      &nb我黑sp;軌道碳觀測衛星-2(OCO-2)是美國航空航天局(NASA)第一顆研究二氧化碳排放的衛星。NASA希望通(tōng)過OCO-2信資觀測了解陸地與海洋吸收之外的CO2在全球大氣中(zhōng)的不均勻謝微分布，對碳排放、碳循環進行精确地測量，提高你厭對溫室氣體的自然來源與人為排放的理解，改善全球碳循環模小低型，更好地表征大氣中(zhōng)CO2的變化，進而更準确地預看紙測全球氣候變化。

       OCO-2将業中均勻采樣地球陸地和(hé)海洋上空的大氣，在術司為期2年時間裡對地球受到太陽照射的一半區域每天進行50萬次區自采樣，以确定的精度、分辨率和(hé)覆蓋率提相綠供區域地理分布和(hé)季節變化的完整圖像。OCO-2儀器(qì)的3個(如暗gè)高分辨率光譜儀将對太陽進行光學譜監測，聚焦到不同的色帶範圍，土離分析測定特定顔色被CO2和(hé)氧分子(zǐ)吸收的情子購況。這些特定顔色被吸收的光量與大氣中(zhōng)CO2濃度成學雨正比，研究人員将在計算模型中(zhōng)引入這些新數據以建立量化村購全球的碳源與碳彙。

      &nbs嗎習p;OCO-2光譜儀的設計目标是測量太陽光經過地表反射之後，太陽光将兩次穿行師過地球大氣層。大氣層中(zhōng)的CO鐘村2分子(zǐ)和(hé)O2分子(zǐ)具有非常特殊的光譜特性，因此，當光線抵家筆達OCO-2衛星有效載荷時，太陽光将在這些特殊譜段上損失相應的能量來很，OCO-2的光栅光譜儀将太陽光散射開來，這美就可(kě)以獲取相應譜段上的CO2和(hé)O2的吸收能量，海什從而測量出當地大氣中(zhōng)CO2和(hé)O2的氣體藍自含量。

 

表1 OCO-2載荷的性能指标

載荷	3台共視軸，高分辨率成像光栅光譜儀
譜段	O2波段: 0.765 µm CO2波段1: 1.61 µm CO2波段2: 2.06 µm
分析能量	> 20,000
光學系統快速參數	f/1.8，高信噪比
掃描幅寬（穿軌向視場角14 mrad）	-星下(xià)點幅寬10.6km（由705km軌道高木書度和(hé)開縫寬度決定）
空間分辨率	1.29 km×2.25 km
載荷重量、功耗	140kg，105W

 

2.2. GOSAT衛星

       日本環境部、日本國友制家環境研究所，及日本宇宙航空研究開發機構利用睡子溫室氣體觀測衛星"伊吹"（GOSAT）獲得的數據和(hé)湖城晴天觀測的數據分析，提供全球大氣中(zhōng)計要二氧化碳和(hé)甲烷的氣柱平均濃度（在垂直地表人兵這的大氣柱中(zhōng)，單位面積所含相關(guān)甲烷量與幹燥空氣量的體積男為比）的數據産品。采用由此獲得的二氧化碳氣柱平均濃度，用大志票氣傳輸模型的反解分析（逆模型解析），來測算全球各區訊海域二氧化碳的吸收和(hé)排出的淨值情況（來自雨日自然和(hé)人為的二氧化碳的淨吸收排放）。

       日本GOSAT是通影世界上第一顆專門用于探測大氣CO2的超光譜衛星。GOSAT的軌道高度為火城666km，每天繞地球14圈，回歸周期為3天，其店刀上搭載的TANSO-FST 傳感器(qì)是一台邁克雨們爾遜幹涉儀，可(kě)獲得3個(gè)短(du票嗎ǎn)波紅外範圍的窄波段（0.76um、1.6 um和(hé) 2看西.0 um）和(hé)一個(gè)熱紅外寬波段（什但5.5—14.3 um）的吸收超光譜。TANSO-FST的瞬時視場為1兒靜5.8 mrad，對應地表水平面高度上的跳黑天底“腳印”直徑10.5 km。 TANSO-FST 獲得的超場聽光譜波譜數據經處理可(kě)獲得 XCO2産品。

      &nb可這sp;GOSAT 短(duǎn)波紅外 CO2二級産品是GOSAT單點觀測的匠遠大氣整層的 XCO2，它由 GOSAT 獲取的3個(gè)短(duǎn)波紅女說外吸收光譜采用最優估計的方法反演得到。GOSAT短(duǎn)波紅外校月波譜經雲濾除及其他預處理，獲得可(kě)用于反訊答演的無雲吸收光譜，在獲取先驗知識基礎上，采用最優估計方法反演大氣 XCO2愛化，最後經質量濾除，得到整層大氣的XCO2産品。

      &窗動nbsp;觀測傳感器(qì)是GOSAT民制衛星的核心部門，主要包括：傅裡葉變換光譜儀（FTS）、雲和內公(hé)氣溶膠成像儀（CAI），FTS用于溫室氣體探測，鄉金CAI用于同步收集雲和(hé)氣溶膠信息。兩者合稱為TANSO（Therma可是l And Near-infrared Sensor for carbon大銀 Observation）

 

表2 TANSO-FTS傳感器(qì)觀測參數

波段	Band 1	Band 2	Band 3	Band 4
光譜範圍（μm）	0.758-0.775	1.56-1.72	1.92-2.08	5.56-14.3
光譜分辨率（mm）	0.2
觀測目标	O2	CO2、CH4、H2O	CO2、CH4、H2O、卷雲	CO2、CH4、卷雲
極化方式	P、S			無
信噪比	>300

 

表3 TANSO-CAI主要參數

波段	Band 1	Band 2	Band 3	Band 4
光譜範圍（μm）	0.370-0.390	0.668-0.688	0.860-0.880	1.56-1.65
中(zhōng)心波長（μm）	0.380	0.674	0.870	1.6
觀測目标	雲層、氣溶膠
觀測幅寬（km）	1000			750
星下(xià)點空間分辨率（m）	500			1500

 

GOSAT衛星産品：

       JA睡裡XA負責将接收的原始數據（L0級數據）處理為L1級光譜産品後，由間吧NIES負責開發數據處理算法、驗證數據整理，并分發管理更高級别湖飛的數據産品；NOE負責推動(dòng)數據産品的應用。按照數據請相處理過程，GOSAT産品可(kě)以分為以下(xià)幾個(gè)級别：

      &n遠家bsp;（1）L0級産品：地面接收站(zhàn)接紙科收到的原始幹涉圖、相應的未定标圖像數據級輔助數據。

       （2）FTS-L1A産女鄉品：包括原始幹涉圖、定标數據、時間記錄信息

       傳感器請看(qì)狀态參數和(hé)尺度轉換相關(guān)參數。站就

       都作;（3）FTS-SWIR L1B産品：經過相位校(歌計xiào)正、傅裡葉逆變換，并經過輻射定标、光動雪譜定标、幾何定位後的短(duǎn)波紅外光譜數據。

       （4）FTS-TI器有R L1B産品：經過黑體輻射定标後的熱紅外光譜數據。

       煙村（5）CAI L1B産品：經過輻射定标、幾何校(xiào)正老她後的光譜數據。

       （6）FTS-放花SWIR L2産品：根據CO2和(hé)CH紙影4吸收光譜反演得到的CO2和(hé)CH4平均柱濃度。

      &我師nbsp;（7）FTS-TIR L2近新産品：利用FTS熱紅外波段反演得到的CO2和(hé冷笑)CH4垂直廓線資(zī)料。

       （日木8）CAI L2産品：雲标示産品。

       （9）FTS&nbs河窗p;L3産品：根據CO2和(hé)CH4濃度數據，經過克裡是去金插值後得到的全球2.5°×2.5°月(yuè)平均濃師明度分布數據。

       （10）CAI&n購人bsp;L3産品：包括全球輻射分布、全球反照率産品、NDVI、資跳全球雲及氣溶膠屬性産品。

       （11）L4A麗術級産品：全球劃分為64個(gè)區域，利用FTS-SWIR 村秒;L2數據結合地表觀測數據，經大氣傳輸模型反演得到的CO2月(yu歌從è)平均通(tōng)量産品。

       （12）L4B級兵離産品：基于L4A産品得到的全球2.5°×2.5°，6h些服平均三維CO2濃度産品。

 

2.3. TANSAT衛星

       碳衛星（TANS錯會AT）是由中(zhōng)國自主研制的首顆全球大氣二氧化碳觀測科學年和實驗衛星。

       碳衛星她低總質量620千克，搭載一體化設計的兩台科學載荷，分别是高光譜二氧化碳探黃林測儀以及起輔助作用的多譜段雲與氣溶膠探測儀。

      &nb匠短sp;TANSAT衛星主要有3種觀測模式，分别街草是天底模式、耀斑模式和(hé)目标模式。探測儀器微計(qì)的視線指向當地的最低點（即天底觀測模式，Nadi答離r observation） 或者是閃爍的光點（即耀斑觀船錢測模式，Glint observation），還可(kě)以瞄準選筆了定的地球表面校(xiào)準和(hé)驗證點（即目标觀測模式，Tar車木get observation）。Nadir觀測知電模式提供了最佳的水平空間分辨率，并有望在部分多雲地區或地形上産生更多有用的坐新 XCO2探測。Glint觀測模式在黑暗、鏡面表面有比較大的信噪比，預計在海洋市答上會産生更有用的探測結果。通(tōng)常，碳風務衛星在Nadir觀測模式和(hé)Glin時黑t觀測模式之間交替進行。Target觀測是在碳衛星驗舊學證點上進行的，并收集成千上萬的觀測數據，大量的測量減少(shǎo)了随機誤東美差的影響，并提供了識别目标附近XCO2場空間變異外歌性的信息。

       分用;目前，碳衛星已經對外共享了經過定标後的L1B光譜數據集，所有産但些品文(wén)件都是以層次型科學數據格式HDF-5發布。這種格式有助于創建邏輯空森數據結構，通(tōng)過将數據産品組織到文(wén)件夾和(hé)子(zǐ)可筆文(wén)件夾中(zhōng)，每個(gè)文(姐工wén)件對應一個(gè)軌道連續模式的數據集。

 

表4 中(zhōng)國碳衛星技術(shù)參數表

中(zhōng)國碳衛星技術(shù)參數
軌道類型	太陽同步軌道
軌道标稱高度	712千米
軌道傾角	98.16º
軌道保持偏心率	≤0.002272
軌道周期	98.89分鐘
升交點地方時	13:30
姿态穩定方式	三軸穩定
衛星發射重量	620千克
衛星平均功率	600瓦
衛星在軌飛行尺寸	1.50米×1.80米×1.85米&nb不短sp;[6]
設計壽命	3年 [12]

 

載荷設備：

       們又1、高光譜溫室氣體探測儀

       碳衛星搭載農愛了一台高空間分辨率的高光譜溫室氣體探測儀，高光譜與高空間分辨率大氣路做二氧化碳探測儀(Atmospheric Carb人樹on-dioxide Grating Spectrometer公又 ACGS)：重約170kg，功率約為700w，其基于大氣吸區坐收池原理，利用對地球反射的近紅外/短(duǎn)波紅外太陽輻射對大氣中(道體zhōng)二氧化碳的含量進行探測，獲取高精度的大氣吸收光譜。對吸收光譜的強弱日山進行嚴格定量測量，綜合氣壓、溫度等輔助信息并排光算除大氣懸浮微粒等幹擾因素，應用反演算法即可(kě)化見計算出衛星在觀測路(lù)徑上二氧化碳的柱濃度冷船。通(tōng)過對全球柱濃度的序列分析，并借助數據同化系統的一系列模型，可(到還kě)推演出全球二氧化碳的通(tōng)量變化。本載荷采用是美大面積衍射光栅對吸收光譜進行細分，能夠探測2.06μm、1.6μm、0如頻.76μm 三個(gè)大氣吸收光譜通(tōng)道，最高分辨率達議朋到0.04nm。

       探謝和測儀的工作原理，是在可(kě)見光和(hé)我師近紅外譜段，利用分子(zǐ)吸收譜線探測二氧化碳等男著溫室氣體濃度。高光譜二氧化碳探測儀設有3個(gè)通(tōn會線g)道，其中(zhōng)，在760納米的O2-A通(t火計ōng)道的光譜分辨率最高可(kě)以達到0.04納米，短數能夠捕獲植被日光誘導葉綠素熒光對Fe（75多日8納米）和(hé)KI（771納米）兩個(gè)太陽弗朗霍夫暗的是線的填充效應，從而不僅能對全球大氣中(z在內hōng)二氧化碳濃度進行動(dòng)态南東監測，還能高精度反演植被葉綠素熒光。衛星尺度葉綠素熒通唱光能夠精确估算全球植被光合生産力，結合同步反演的大氣二氧化碳濃度數據，二睡音者協同将能夠極大提升全球碳源彙觀測能力。

 

表5 高空間分辨率的高光譜溫室氣體探測儀參數表兒體

光譜範圍（nm）	通(tōng)道數量	光譜分辨率（nm）	信噪比	監測對象
758-776	1024	0.044	360	O2含量（A帶）
1594-1624	512	0.125	250	CO2含量（弱吸收帶）
2041-2081	512	0.165	180	CO2含量（強吸收帶）

 

2、雲與氣溶膠偏振成像儀

      &n線熱bsp;碳衛星還搭載了一台多譜段的雲與氣溶膠偏振成舊生像儀，成像儀可(kě)以測量雲、大氣顆粒物等輔助信息，為科學家的物精确反向推演二氧化碳濃度剔除幹擾因素，還可(kě)以幫助氣象學家提高天氣預報習慢的準确性，并為研究PM2.5等大氣污染成因提供重要數據支撐。

      &nbs個行p;作為中(zhōng)國首顆碳衛星載荷，高光譜溫室氣體探測儀、場男雲與氣溶膠偏振成像儀為溫室氣體排放、碳核查等領域的爸小研究提供基礎數據，為節能減排等宏觀決策提供數據支撐，多年增加了中(zhōng)國在國際碳排放方面的話語權。

 

表6 多譜段雲與氣溶膠偏振成像儀參數表

中(zhōng)心波長（nm）	光譜帶寬（nm）	極化角度	空間分辨率（m）
380	43	-	250
670	50	0°,60°,120°	250
870	30	-	250
1375	30	-	1000
1640	20	0°,60°,120°	1000

 

第三章 衛星遙感對雙碳政策的技術(shù)支持

3.1. 熱紅外遙感數據支持

      &nb吃分sp;熱紅外遙感是利用熱紅外波段研究地球物質特性的技術(shù)手段，可(k河喝ě)以獲取地球表面溫度，在城市熱島效應、林火監測、旱災監測等領域有金跳很好的應用價值。

 

表7 主要星載熱紅外傳感器(qì)

傳感器(qì)	衛星平台	熱紅外波段數	熱紅外光譜範圍 （μm）	空間分辨率	寬幅
ASTER高級空間熱輻射熱反射探測器(qì)	EOS (美國)	5	8.125-8.475 8.475-8.825 8.925-9.275 10.25-10.95 10.95-11.65	90m	60kmx60km
AVHRR甚高分辨率輻射儀	NOAA (美國)	3	3.55-3.93 10.30-11.30 11.50-12.50	1.1km	2800km
MODIS中(zhōng)等高分辨率成像光譜輻射儀	EOS （美國）	16	20：3.660-3.840 21：3.929-3.989 22：3.929-3.989 23：4.020-4.080 24：4.433-4.498 25：4.482-4.549 27：6.535-6.895 28：7.175-7.475 29：8.400-8.700 30：9.580-9.880 31：10.780-11.280 32：11.770-12.270 33：13.185-13.485 34：13.485-13.785 35：13.785-14.085 36：14.085-14.385	1km
ETM+/TM6	Landsat （美國）	1	10.0-12.9 10.4-12.5	60m（重采樣為30米） 120m	185kmx185km
IRS紅外相機	HJ-1A/B (中(zhōng)國)	2	3.50 -3.90 10.5-12.5	150m 300m	720kmx720km
Landsat8 TIRS	Landsat （美國）	2	10.60-11.20 11.50-12.50	100（重采樣為30米）	185kmx185km

 

      &nbs亮什p;針對雙碳政策，利用熱紅外遙感技術(shù)進行對地溫度錯又反演，對于監測全球氣候變暖也被廣泛的關(guān)注，近年來，與地算上表溫度（LST）反演、大氣輻射傳輸有關(guān)的應用需求增長較快，大氣輻答得射傳輸的過程研究與定量化反演蓬勃發展，如(rú白為)大氣輻射傳輸理論模型。

       此外，CO2木玩濃度的時空分布梯度與地表碳通(tōng)量呈都店相關(guān)關(guān)系，熱紅外波紙匠長大與4微米，大氣散射輻射不僅是大氣溫度的函數，而且也是大氣内部組雨厭成的函數。對于一個(gè)特定波長，吸收系數與大氣組成、溫度和習著(hé)壓力有關(guān)。一般大氣對熱紅外輻射的衰減主要是由氣體分飛事子(zǐ)的吸收和(hé)氣體分子(zǐ)、氣金是溶膠的散射所引起的，大氣對熱紅外的吸收體主要是CO2、水汽和(hé)O3：

       O3吸收帶為明術9.6微米，但于航空遙感而言，O3在低空分布較少(shǎo)，可(kě)以日都不予考慮；水在低空一般以氣态形态存在，水蒸氣在8.0-12.5微米為頻工連續吸收帶，H2O中(zhōng)心吸收帶為6.3微米；CO2主討著要吸收帶為4.3微米、15微米，在8.0-12.5微米無強吸章就收帶，在9.4微米和(hé)10.4微米有弱吸收帶。熱紅外探測的答人主要估算方法是通(tōng)過已知大氣溫度廓線推算吸收氣體數費濃度及吸收系數，一般來說，随着氣體濃度的增大，相做民應的波段可(kě)探測到的大氣層也越高。通(tōng)過利用已知的溫訊得度廓線調整測量和(hé)模拟的輻射值，可(k站房ě)估算吸收氣體濃度。

       通(tōn日火g)過大氣傳輸反演模型，可(kě)以估算與大氣濃度分布相一緻的碳通(tō光服ng)量的空間分布，在熱紅外波段，地表溫度和(hé)大氣輻射明顯高于太陽輻射及女物地表和(hé)大氣反射，但當波長小于3微米時，地球觀下錯測衛星儀器(qì)系統可(kě)以觀測太陽輻射、地表反射以動門及大氣散射的輻射。反射表現出能夠反映輻射傳輸過程的一些波譜變化。所謂白煙“大氣窗口”波譜段，就是透過率較高，大氣輻射随朋還地表反射函數而變化的波段。在其他的波段，電磁波子厭通(tōng)過大氣層時較多被吸收，測量結果是大氣吸收物質木多數量的函數。高波譜分辨率觀測技術(shù)可(我不kě)以識别不同氣體的吸收線，從相對深度中(zhōng)獲取不同師廠大氣分子(zǐ)的濃度數據。

 

圖1 不同大氣成分的大氣窗口

 

3.2. “一張圖”處理分析

       針對雙碳政策，集合遙讀場感、土(tǔ)地利用、社會經濟地理數據以及基礎地理信息等多源信息，共同構建統一我自的“雙碳”時空監管平台，助力推進“雙碳”與時空大數據結合，探索他慢碳的時空分布特征，對碳排放量和(hé)空間分布、強度進行量化客觀監現拍測和(hé)溯源，實現資(zī)源開發利用的動(dòng)态監管。

       首先，建立“雙碳”專題數大身據庫，統一管理多源異構數據，整合海量時空地票上理數據、遙感影像數據、三維動(dòng)态建模數據以及各級各視微類圖表數據規範化管理，滿足各級各類數據管理需要。

       其次，“雙碳”時空鄉外信息多維度分析，梳理數據與各業(yè)務流程之間的邏輯關(guān)懂草系，加強空間分析能力，實現海量空間數據快速組織，實現檢查入庫、數據訊低更新、編輯查詢、統計輸出、交換發布等一體化數據綜合管理，增強快速響應多用戶紅鐵、大數據下(xià)的數據服務能力。

       最後服從，優化“雙碳”時空大數據可(kě)視化展麗厭示，優化可(kě)視化渲染效果，二維地圖與三維建模相結合，多維度展現“雙碳”時行吃空分布特點。

 

圖2 中(zhōng)國大氣XCO2平均濃度示意圖

 

 

圖3 2015年全球平均二氧化碳濃度（NASA）

 

3.3. CO2氣體大氣層的柱濃度監測

      &nbs但快p;CO2的柱平均幹空氣柱濃度摩爾分數 （簡稱CO2的平均柱濃度） 是将二業好氧化碳柱總量用同時從O2-A帶反演得到的氧氣柱總量歸一化後得到的。因為&nbs他黑p;O2分子(zǐ)在空氣中(zhōng)的變化十分微弟那小，是一種被廣泛認可(kě)的、可(kě)以準确計算林新空氣柱含量的氣體。所以近地面CO2平均柱濃度 （幹燥空氣下(xià冷地)）可(kě)以表達為：

XCO2=CO2col/（O2col/O2mf）

       筆小式中(zhōng)：XCO2表示CO2平均柱濃度（高低幹燥空氣下(xià)），單位為mg/L；CO2col表示線這反演的CO2的絕對柱總量，單位為mol/cm2；O2c身錯ol表示反演的O2絕對柱總量，單位為mol/cm2；O2mf為轉換常數，用于科可将O2的柱含量轉化為幹燥空氣的柱含量，一般取值為0.2095。CO2絕對計朋柱總量和(hé)O2絕對柱總量是分别反演得到的。

      唱會 通(tōng)過嗅碳衛星，如(rú)TANSAT，結合氣溶膠風又數據和(hé)HITRAN2012大氣分子(zǐ)吸收譜數據庫可(藍舞kě)以對CO2氣體大氣層的柱濃度進行反演估算。

 

圖4 全球XCO2 數據時空尺度統合後的月(yuè)均值