中國將發射這種衛星 可望引領全球大氣監測技術(第二版)

即時中國 14:08 2021/03/02

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周二(2日)中國在綠色科技方面傳來好消息:經6年時間研究,中國研發的全球首顆搭載主動激光雷達二氧化碳探測的大氣環境監測衛星,有望今年內出廠待發射。

(更新關於激光雷達光學遙感技術優點的科學解釋)

新華視點報道,指作為「國家空間基礎設施」一部分的「主動激光雷達二氧化碳探測大氣環境監測衛星」,將於2021年7月出廠待發射,實現對大氣二氧化碳的「全天時、高精度監測」。

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報道引述身兼全國政協委員的國家衛星氣象中心衛星氣象研究所所長張興贏指,該衛星研發項目歷時6年,是全球首顆主動激光雷達二氧化碳探測衛星。

他解釋稱,主動激光雷達採用「後向散射接收」和「差分吸收探測體制」,可以獲取全球大氣二氧化碳、雲和氣溶膠的垂直分佈信息。

報道指,此前中國先後發射了「全球二氧化碳科學試驗衛星」、「風雲三號氣象衛星D星」、「高分五號衛星」,以探測全球大氣二氧化碳濃度。三顆衛星均搭載採用被動光學遙感原理的高光譜溫室氣體探測儀。溫室氣體被動遙感的數據受限於雲、氣溶膠和緯度帶的影響,定量探測精度受限於地表反射和大氣成分散射的影響,只能在白天探測,且不能覆蓋南北極,數據有效率較低。

而激光雷達是一種光學遙感技術,通過主動向目標照射一束脈衝激光,來測量目標的不同參數。 據張介紹,這次把主動激光雷達技術搬到衛星上使用,對比起傳統被動遙感有4大優點:首先,激光可穿過雲層、大氣污染物到達地面,能保證得到更多有效數據;其次,激光光點小,因此空間分辨率很高;再者,激光不受白天、黑夜這種時間、光學條件影響,因此新技術能做到全天候監測;最後,新技術可以透過激光看到大氣不同高度層的二氧化碳吸收。

另外,該技術能精確到每分鐘、每平方公里的二氧化碳濃度變化,亦有別於傳統上靠統計得出的數據,能獲取較真實的數值。

中國近年航天事業發展蓬勃。圖為2021年2月4日成功發射的通信技術試驗衛星六號。

北京的大氣監測車。

中國在南極建立的大氣監測站。

張稱,將主動激光雷達移植到衛星上使用,本身技術難度較大。如何確保在衛星能維持大功率激光裝置運作,技術上是巨大挑戰,考驗高精度制造工藝和數據的高精度處理。他指美國自2000年前後,已啟動相關計劃研究以主動激光雷達衛星作氣象監測用途;惟前總統特朗普上台後,終止了有關計劃。而目前未有任何國家使用相關衛星技術。

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張續稱,中國的主動激光雷達衛星自2015年開始研究,至本年底各項技術將生產到位,有望出廠待發射。而由於這種衛星會環繞地球運作,能提供全球共享的數據,因此不但有助中國實現碳中和目標,引領相關科技,亦能造福全球。

中國的航天業發展蓬勃。上月,嫦娥五號帶回的月壤首次公開亮相,國家主席習近平對相關工程給予了肯定。

國務院日前曾發布文件聚焦先進科技、綠色經濟,而即將舉行的兩會料亦將有關於「碳中和」 的清晰路線圖。如何把航天發展與「碳中和」目標相結合,或將是中國科技部門本年的重點任務。

責任編輯:黃良潤

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