Satelit karbon: "mendeteksi" karbon dari jauh, memantau emisi karbon global secara akurat.

Dengan perkembangan pesat teknologi pengamatan dan pemodelan atmosfer, pelacakan emisi karbon melalui pengamatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer dianggap sebagai metode yang efektif untuk menilai pencapaian pengurangan emisi gas rumah kaca. Pada tanggal 22 Desember 2016, negara kita meluncurkan satelit eksperimental ilmiah pengamatan karbon dioksida pertama, TanSat, dan menjadi negara ketiga di dunia yang menyediakan data satelit karbon.

Memantau konsentrasi CO2 global, dengan pengamatan dan simulasi yang dilakukan secara bersamaan.

Satelit karbon, yang secara resmi bernama "Global Carbon Dioxide Monitoring Scientific Experiment Satellite," memantau konsentrasi CO2 global menggunakan metode pengukuran konsentrasi karbon dioksida atmosfer. Satelit ini mengandalkan pengamatan dan simulasi simultan, bertujuan untuk mengatasi perubahan iklim global dan memantau distribusi global konsentrasi karbon dioksida.

Dari segi pengamatan, penginderaan jauh satelit dapat memainkan peran penting dalam pengamatan karbon dioksida global karena lokasi dan metode pengamatannya yang unik, terutama dalam pengamatan cakupan global resolusi tinggi, di mana ia dapat melihat jangkauan yang luas dan jelas. Simulasi, di sisi lain, terutama menggunakan model transportasi atmosfer dan komputer berkinerja tinggi untuk mensimulasikan proses transportasi karbon dioksida atmosfer dan kandungan karbon dioksida atmosfer pada setiap saat dan di setiap tempat, dan berkoordinasi dengan pengamatan satelit untuk mendapatkan nilai fluks karbon yang paling mendekati kenyataan.

Dilengkapi dengan sistem "penglihatan jarak jauh" yang dirancang khusus, perangkat ini memberikan dukungan data yang sangat penting.

Saat ini, hanya ada beberapa ratus stasiun pengamatan karbon dioksida berbasis darat di seluruh dunia, yang tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan pemantauan. Satelit karbon menawarkan solusi untuk masalah ini sampai batas tertentu, karena satelit dapat memperoleh data pemantauan karbon dioksida global.

Mengidentifikasi gas mana yang merupakan karbon dioksida dari atmosfer tebal yang mengelilingi Bumi, dan bahkan membuat "peta dinamis"—satelit karbon China dilengkapi dengan "penglihatan jarak jauh" yang dirancang khusus.

Satelit karbon TanSat membawa detektor karbon dioksida hiperspektral dan beresolusi spasial tinggi. Detektor ini bekerja dengan menggunakan garis serapan molekuler dalam pita spektral tampak dan inframerah dekat untuk mendeteksi konsentrasi karbon dioksida, secara akurat dan secara real-time memantau perubahan konsentrasi karbon dioksida atmosfer global. Satelit karbon mengorbit Bumi sekitar 14 kali per hari, dengan lebar deteksi 20 kilometer. Saat mengorbit kutub Bumi, satelit ini memperoleh informasi konsentrasi karbon dioksida global untuk secara akurat menunjukkan bagaimana aktivitas manusia dan sistem alam memancarkan dan menyerap gas rumah kaca ini.

Dengan menganalisis urutan konsentrasi kolom global dan menggunakan serangkaian model dari sistem asimilasi data, perubahan fluks CO2 global (jumlah total CO2 yang melewati area satuan per satuan waktu) dapat disimpulkan, yang merupakan dasar data inti untuk penelitian siklus karbon.

△ Bandingkan data yang dikembalikan oleh satelit karbon,

Alat ini dapat menghitung kadar karbon dioksida di berbagai wilayah di dunia.

Selain kemampuan intinya, satelit karbon membawa alat canggih lainnya—pencitra polarisasi awan dan aerosol multispektral. Pencitra ini mengukur informasi tambahan seperti awan dan partikel atmosfer, membantu para ilmuwan merekayasa balik konsentrasi karbon dioksida secara akurat dengan menghilangkan faktor-faktor pengganggu. Alat ini juga membantu ahli meteorologi dalam meningkatkan akurasi prakiraan cuaca dan menyediakan dukungan data penting untuk penelitian tentang penyebab polusi udara seperti PM2.5. Data satelit karbon diperbarui setiap hari. Pengguna dapat menyesuaikan dan mengunduh data global dari satelit karbon berdasarkan tanggal dan wilayah.

Peta global pertama distribusi karbon dioksida atmosfer dari satelit karbon Tiongkok.

△Melalui pengamatan berulang,

Satelit karbon dapat memberikan peta lengkap distribusi karbon dioksida global.

Sebagai satelit sinkron matahari mendekati kutub standar, satelit karbon mengorbit Kutub Utara dan Selatan Bumi pada ketinggian 700 kilometer, menyelesaikan 14 hingga 15 orbit per hari. Instrumen pemantauan karbon dioksida globalnya mengumpulkan informasi resolusi hiperspektral atmosfer Bumi dalam radius timur-barat 20 kilometer per orbit. Oleh karena itu, satelit karbon dapat memperoleh data yang mencakup area sekitar 300 kilometer per hari, mencakup (14 hingga 15) × 20 kilometer. Mengingat bahwa khatulistiwa Bumi memiliki keliling sekitar 40.000 kilometer, secara teoritis, memperoleh data observasi dari sekitar 140 hari dan 2.000 orbit akan memungkinkan pembuatan peta pemantauan karbon dioksida yang menyeluruh dan mencakup seluruh dunia.

△Peta distribusi karbon dioksida global pertama China dari satelit karbonnya

Pada September 2017, peta distribusi karbon dioksida global pertama dirilis, dengan akurasi rata-rata 2,11 ppm. Peta tersebut menunjukkan pola konsentrasi karbon dioksida tinggi di Belahan Bumi Utara dan konsentrasi rendah di Belahan Bumi Selatan selama musim semi, akibat emisi antropogenik. Membandingkan peta distribusi dari April dan Juli 2017, terlihat tren penurunan konsentrasi karbon dioksida yang jelas di Belahan Bumi Utara dari musim semi ke musim panas, yang mengindikasikan fungsi penyerapan karbon musiman oleh ekosistem. Peta tersebut juga mencerminkan konsentrasi karbon dioksida yang tinggi di daerah dengan aktivitas manusia yang sering terjadi.

Kumpulan data fluks karbon global

△Diagram skematis sumber dan penyerap karbon global yang dipantau oleh satelit karbon China (TanSat)

Pada tanggal 15 Agustus 2021, para peneliti dari Institut Fisika Atmosfer, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, dan lembaga lainnya menggunakan sistem perhitungan fluks karbon canggih untuk memperoleh dataset fluks karbon global pertama dari Satelit Karbon Tiongkok, satelit eksperimental ilmiah pemantauan karbon dioksida global pertama di negara kita. Ini adalah hasil penting, yang menandai bahwa negara kita memiliki kemampuan pemantauan kuantitatif spasial terhadap keseimbangan karbon global, menjadikannya negara ketiga di dunia, setelah Jepang dan Amerika Serikat, yang memiliki teknologi ini.

Inventarisasi global membantu memahami dampak tindakan seperti pengurangan emisi karbon dioksida dan penyerapan karbon terhadap tren perubahan iklim, dan penginderaan jauh satelit akan memainkan peran penting dalam penghitungan karbon global, terpadu, dan tidak bias.

Satelit karbon Tiongkok adalah satelit pemantauan gas rumah kaca generasi pertama negara itu dan satelit "pengintai karbon" global ketiga setelah Jepang dan Amerika Serikat. Pengembangan yang sukses telah memungkinkan pemantauan gas rumah kaca berbasis ruang angkasa dengan presisi tinggi dari awal. Operasi stabilnya di orbit selanjutnya akan mengisi kesenjangan teknologi dalam kemampuan deteksi gas rumah kaca negara kita. Pencapaiannya sangat penting bagi negara kita untuk memahami pola perubahan pemanasan global dan distribusi emisi karbon global, serta untuk meningkatkan suara internasional negara kita dalam mengatasi perubahan iklim global.
Di masa depan, berdasarkan hasil penelitian satelit karbon, negara kita akan mengembangkan generasi baru satelit pemantau gas rumah kaca untuk mendukung realisasi tujuan ganda karbon global dan nasional.

(Sebagian konten dalam artikel ini berasal dari internet. Jika terdapat pelanggaran hak cipta, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.)