【儀表網(wǎng) 儀表標準】由中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、國家國防科技工業(yè)局重大專項工程中心、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)等單位起草的《衛(wèi)星對地觀測下的碳指標監(jiān)測體系》團體標準已完成征求意見稿，現(xiàn)公開征求意見。
 

　　碳中和概念在全球氣候變暖的時代背景中孕育產(chǎn)生，它是指人類經(jīng)濟社會活動所必需的碳排放，通過森林碳匯和其他人工技術(shù)或工程手段加以捕集利用或封存，而使排放到大氣中的溫室氣體凈增量為零。2020年9月22日，國家領(lǐng)導(dǎo)人在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”中國承諾從碳達峰到碳中和的時間，遠短于發(fā)達國家所用時間，需付出艱苦努力，這將是影響我國未來40年政治、經(jīng)濟、社會的重要變革。
 

　　衛(wèi)星遙感作為一種先進的實用技術(shù)，其效果已在各個領(lǐng)域得到廣泛驗證，并得到越來越多行業(yè)的認可，“雙碳計劃”的國家戰(zhàn)略定位，將進一步推進遙感技術(shù)的實用化發(fā)展。圍繞碳達峰、碳中和實施過程中定量化評估的核心需求，利用以衛(wèi)星遙感為基礎(chǔ)的多源時空大數(shù)據(jù)，依托中科院空天信息創(chuàng)新研究院的技術(shù)團隊，在中國國際科技促進會碳中和工作委員會指導(dǎo)下，自主研發(fā)算法用來反演高時空分辨率的碳中和相關(guān)指標，開發(fā)一個基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的碳中和空天地一體化精準監(jiān)測平臺，實現(xiàn)算法模型和業(yè)務(wù)平臺的在線運行和可視化，以期對區(qū)域雙碳指標進行客觀評價，為各級政府主管部門有效開展雙碳達標任務(wù)中的監(jiān)控、核查、實施、考核等工作提供科學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)支撐。
 

　　制定基于衛(wèi)星遙感技術(shù)領(lǐng)域的碳排放和吸收標準體系，為主管部門提供衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，為全國碳交易市場的開展提供前端量化監(jiān)控標準，建立較為可靠、長時間序列的中國碳排放數(shù)據(jù)集，支撐城市碳排放管理和“雙碳”規(guī)劃和碳交易量化數(shù)據(jù)支撐。
 

　　本標準規(guī)定了衛(wèi)星對地觀測下的碳指標監(jiān)測體系范圍和達標要求，正文部分共分五章，內(nèi)容包括本標準的適用范圍、術(shù)語和定義、關(guān)鍵技術(shù)手段、測量方法。
 

　　下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T 14950-2009 攝影測量與遙感術(shù)語；GB/T 32453-2015 衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類分級規(guī)則；GJB 2700-1996 衛(wèi)星遙感器術(shù)語；GB/T 17694-2009 地理信息 術(shù)語(ISO/TS 19104:2008)；ISO/TS 19101-2:2008 地理信息 參考模型 第2部分：影像。
 

　　衛(wèi)星遙感觀測
 

　　衛(wèi)星遙感觀測可以在碳源/匯核查方面發(fā)揮重要作用。我國于2016年發(fā)射了第一顆二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星，又陸續(xù)發(fā)射風(fēng)云三號D星和高分五號大氣成分監(jiān)測衛(wèi)星。由于幅寬較小(10—20km)且重訪周期長，國際上現(xiàn)有衛(wèi)星主要在全球尺度碳源/匯反演中發(fā)揮作用，還無法滿足點源、城市、區(qū)域尺度監(jiān)測需求。
 

　　新一代的溫室氣體監(jiān)測衛(wèi)星的主要發(fā)展方向包括:① 提高觀測的時空分辨率。例如，增加跨軌掃描寬度(>100km)以提高覆蓋范圍(中國風(fēng)云三號 G 星、大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星 2 星)，提高時間分辨率(歐洲 CO2M 多星組網(wǎng)、美國 GEOCARB 靜止軌道衛(wèi)星)，采用激光雷達(歐洲 MERLIN、中國“環(huán)境一號”衛(wèi)星)實現(xiàn)晝夜觀測，以及溫室氣體和污染氣體協(xié)同觀測。②發(fā)展先進的遙感反演算法、快速高精度輻射傳輸模式和改進分子光譜學(xué)數(shù)據(jù)庫。③ 進一步發(fā)展衛(wèi)星數(shù)據(jù)同化方法，實現(xiàn)人為溫室氣體源匯清單反演能力。
 

　　地面溫室氣體通量觀測技術(shù)
 

　　過去20多年，全球范圍內(nèi)形成了通量觀測網(wǎng)絡(luò)(FLUXNET)，為全球碳收支與全球變化研究提供了高質(zhì)量的溫室氣體地面通量長期觀測數(shù)據(jù)。面向碳中和的需求，也應(yīng)把溫室氣體地面通量的監(jiān)測網(wǎng)作為整個碳核算監(jiān)測體系的重要組成部分。該監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)關(guān)注 5 個方面:①加強典型城市下墊面的通量監(jiān)測;②推動觀測方法、數(shù)據(jù)處理、儀器操作和維護的規(guī)范化和標準化建設(shè)，提升地面觀測通量數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性;③強化非二通量先進測量技術(shù)的研發(fā)和加強 CO2 與主要非 CO2 溫室氣體(CH 和 N2O)的地面通量同步觀測;④加快自主技術(shù)儀器設(shè)備的研發(fā);⑤ 加強基于自主技術(shù)氣體分析儀的溫室氣體和污染氣體地面通量觀測研究。
 

　　發(fā)展人為碳排放觀測技術(shù)
 

　　目前的觀測技術(shù)在觀測非 CO2,溫室氣體方面還有較大欠缺。雖然所有 7 種溫室氣體都有可滿足精度需求的較成熟檢測方法，但還存在體積大、成本高、運維難度大、在線化程度低等缺點，因此不利于獲得廣泛的高分辨觀測數(shù)據(jù)。例如，氧化亞氮、六氟化硫、三氟化氮需要帶有電子捕獲檢測器的氣相色譜儀，而氫氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)需要氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。另外，不同高度的濃度觀測所代表下墊面通量貢獻區(qū)有顯著的差異，因此基于雷達、高塔、飛機、探空的垂直分布觀測也至關(guān)重要。
 

　　加強城市碳監(jiān)測平臺建設(shè)
 

　　城市占陸地面積不到 3%，卻直接排放了全球約 44%的 CO2，間接影響了近 80%的能源相關(guān)的 CO2排放，是估計人為碳排放的關(guān)鍵區(qū)域。在城市尺度上，CO2排放清單的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和排放因子、時空分配方案等具有較大的不確定性，不同清單的差異可達 70%—300%，并且無法識別和定位未知的排放源。城市尺度的 CO2 濃度排放監(jiān)測和反演可以提供獨立的手段校準碳排放清單數(shù)據(jù)，服務(wù)于城市清單碳排放總量驗證，追蹤城市碳排放清單的遺漏。
 

　　本標準適用于采用衛(wèi)星對地觀測技術(shù)進行雙碳相關(guān)遙感信息產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化反演生產(chǎn)和雙碳監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)，為碳交易宏觀監(jiān)測提供量化依據(jù)。