Satélites de carbono: "detectando" el carbono desde la distancia, monitoreando con precisión las emisiones globales de carbono.

Con el rápido desarrollo de las tecnologías de sondeo y modelado atmosférico, el seguimiento de las emisiones de carbono mediante la observación de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera se considera un método eficaz para evaluar los logros en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. El 22 de diciembre de 2016, mi país lanzó su primer satélite científico experimental de observación de dióxido de carbono, TanSat, convirtiéndose en el tercer país del mundo en proporcionar datos satelitales de carbono.

Seguimiento de las concentraciones globales de CO2, mediante observaciones y simulaciones realizadas simultáneamente.

El satélite de carbono, oficialmente denominado "Satélite Experimental Científico de Monitoreo Global de Dióxido de Carbono", monitorea las concentraciones globales de CO2 mediante métodos de medición de la concentración atmosférica de dióxido de carbono. Se basa en la observación y simulación simultáneas, con el objetivo de abordar el cambio climático global y monitorear la distribución global de las concentraciones de dióxido de carbono.

En términos de observación, la teledetección satelital puede desempeñar un papel importante en la observación global del dióxido de carbono debido a sus ubicaciones y métodos de observación únicos, especialmente en observaciones globales de alta resolución, donde permite una visión amplia y clara. Por otro lado, la simulación utiliza principalmente modelos de transporte atmosférico y supercomputadoras para simular el proceso de transporte de dióxido de carbono atmosférico y su concentración en cada momento y lugar, y se coordina con las observaciones satelitales para obtener un valor de flujo de carbono lo más cercano posible a la realidad.

Equipado con un sistema de "visión de largo alcance" especialmente diseñado, proporciona un soporte de datos crucial.

Actualmente, solo existen unos pocos cientos de estaciones terrestres de observación de dióxido de carbono en todo el mundo, lo cual resulta insuficiente para cubrir las necesidades de monitoreo. Los satélites de carbono ofrecen una solución a este problema en cierta medida, ya que pueden obtener datos globales de monitoreo de dióxido de carbono.

El satélite chino para el estudio del carbono está equipado con una "visión de largo alcance" especialmente diseñada, capaz de identificar qué gases son dióxido de carbono procedentes de la densa atmósfera que rodea la Tierra, e incluso de crear "mapas dinámicos".

El satélite TanSat, especializado en la medición del dióxido de carbono, cuenta con un detector hiperespectral de alta resolución espacial. Este detector utiliza líneas de absorción molecular en las bandas espectrales visible e infrarroja cercana para detectar la concentración de dióxido de carbono, monitorizando con precisión y en tiempo real los cambios en la concentración atmosférica global. El satélite orbita la Tierra aproximadamente 14 veces al día, con un ancho de detección de 20 kilómetros. Durante su órbita alrededor de los polos terrestres, adquiere información sobre la concentración global de dióxido de carbono para demostrar con precisión cómo las actividades humanas y los sistemas naturales emiten y absorben este gas de efecto invernadero.

Mediante el análisis de la secuencia de concentración de la columna global y el uso de una serie de modelos del sistema de asimilación de datos, se puede deducir el cambio en el flujo global de CO2 (la cantidad total de CO2 que pasa a través de una unidad de área por unidad de tiempo), que es la base de datos fundamental para la investigación del ciclo del carbono.

△ Compare los datos devueltos por el satélite de carbono,

Puede calcular los niveles de dióxido de carbono en diferentes regiones del mundo.

Además de sus capacidades principales, el satélite de carbono cuenta con otra herramienta poderosa: un generador de imágenes multiespectral de nubes y aerosoles. Este generador mide información auxiliar, como nubes y partículas atmosféricas, lo que ayuda a los científicos a reconstruir con precisión las concentraciones de dióxido de carbono eliminando factores que interfieren. También ayuda a los meteorólogos a mejorar la precisión de los pronósticos meteorológicos y proporciona datos cruciales para la investigación de las causas de la contaminación atmosférica, como las partículas PM2.5. Los datos del satélite de carbono se actualizan diariamente. Los usuarios pueden personalizar y descargar datos globales del satélite por fecha y región.

Primer mapa global de la distribución del dióxido de carbono atmosférico obtenido a partir de un satélite chino de carbono.

△Mediante repetidas observaciones,

Los satélites de carbono pueden proporcionar un mapa completo de la distribución global del dióxido de carbono.

Como satélite estándar de órbita casi polar heliosíncrona, el satélite de carbono orbita los polos Norte y Sur de la Tierra a una altitud de 700 kilómetros, completando de 14 a 15 órbitas por día. Su instrumento global de monitoreo de dióxido de carbono recopila información de resolución hiperespectral de la atmósfera terrestre en un radio de 20 kilómetros de este a oeste por órbita. Por lo tanto, el satélite de carbono puede adquirir datos que cubren un área de aproximadamente 300 kilómetros por día, abarcando (14 a 15) × 20 kilómetros. Dado que el ecuador terrestre tiene una circunferencia de unos 40 000 kilómetros, teóricamente, obtener datos de observación de aproximadamente 140 días y 2000 órbitas permitiría crear un mapa continuo y global de monitoreo de dióxido de carbono.

△Primer mapa mundial de distribución de dióxido de carbono de China obtenido a partir de su satélite de carbono

En septiembre de 2017, se publicó el primer mapa global de distribución de dióxido de carbono, con una precisión media de 2,11 ppm. El mapa muestra un patrón de altas concentraciones de dióxido de carbono en el hemisferio norte y bajas concentraciones en el hemisferio sur durante la primavera, debido a las emisiones antropogénicas. Al comparar los mapas de distribución de abril y julio de 2017, se observa una clara tendencia a la disminución de las concentraciones de dióxido de carbono en el hemisferio norte desde la primavera hasta el verano, lo que indica la función estacional de secuestro de carbono de los ecosistemas. El mapa también refleja las altas concentraciones de dióxido de carbono en áreas con actividad humana frecuente.

Conjunto de datos del flujo global de carbono

△Diagrama esquemático de las fuentes y sumideros de carbono globales monitoreados por el satélite de carbono de China (TanSat)

El 15 de agosto de 2021, investigadores del Instituto de Física Atmosférica de la Academia China de Ciencias y otras instituciones utilizaron un sistema avanzado de cálculo de flujos de carbono para obtener el primer conjunto de datos globales de flujos de carbono del Satélite de Carbono de China, el primer satélite experimental científico de monitoreo global de dióxido de carbono de nuestro país. Este es un logro histórico que demuestra que nuestro país cuenta con la capacidad de monitoreo cuantitativo espacial del balance global de carbono, convirtiéndose así en el tercer país del mundo, después de Japón y Estados Unidos, en poseer esta tecnología.

El inventario global ayuda a comprender el impacto de acciones como la reducción de las emisiones de dióxido de carbono y el secuestro de carbono en las tendencias del cambio climático, y la teledetección por satélite desempeñará un papel importante en la contabilidad global, unificada e imparcial del carbono.

El satélite chino de carbono es el primer satélite de monitoreo de gases de efecto invernadero de primera generación del país y el tercer satélite global de detección de carbono, después de Japón y Estados Unidos. Su exitoso desarrollo ha permitido un monitoreo de gases de efecto invernadero de alta precisión desde el espacio, partiendo desde cero. Su posterior operación estable en órbita subsanará la brecha tecnológica en las capacidades de detección de gases de efecto invernadero de China. Sus logros son de gran importancia para que China comprenda los patrones cambiantes del calentamiento global y la distribución de las emisiones globales de carbono, y para fortalecer su influencia internacional en la lucha contra el cambio climático global.
En el futuro, basándose en los resultados de las investigaciones sobre satélites de carbono, mi país desarrollará una nueva generación de satélites de monitoreo de gases de efecto invernadero para contribuir a la consecución de los objetivos duales de reducción de carbono, tanto globales como nacionales.

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