Uglerod sun'iy yo'ldoshlari: uzoqdan uglerodni "hidlash", global uglerod chiqindilarini aniq kuzatish.

Atmosfera zondlash va modellashtirish texnologiyalarining jadal rivojlanishi bilan atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasini kuzatish orqali uglerod chiqindilarini kuzatish issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish bo'yicha yutuqlarni baholashning samarali usuli hisoblanadi. 2016-yil 22-dekabrda mening mamlakatim o'zining birinchi karbonat angidrid kuzatuv ilmiy eksperimental sun'iy yo'ldoshi TanSatni uchirdi va uglerod sun'iy yo'ldoshi ma'lumotlarini taqdim etgan dunyoda uchinchi mamlakatga aylandi.

Kuzatuvlar va simulyatsiyalar bilan bir vaqtning o'zida global CO2 konsentratsiyasini monitoring qilish.

Rasmiy ravishda "Global karbonat angidrid monitoringi ilmiy eksperimental sun'iy yo'ldoshi" deb nomlangan uglerod sun'iy yo'ldoshi atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasini o'lchash usullari yordamida global CO2 konsentratsiyasini kuzatib boradi. U bir vaqtning o'zida kuzatish va simulyatsiya qilishga tayanadi, global iqlim o'zgarishini hal qilish va karbonat angidrid konsentratsiyasining global taqsimlanishini kuzatishga qaratilgan.

Kuzatuv nuqtai nazaridan, sun'iy yo'ldosh masofadan zondlash o'zining noyob kuzatuv joylari va usullari tufayli, ayniqsa yuqori aniqlikdagi global qamrovli kuzatuvlarda, keng diapazonni va aniq ko'ra olishi tufayli global karbonat angidridni kuzatishda muhim rol o'ynashi mumkin. Boshqa tomondan, simulyatsiya asosan atmosfera transporti modellari va yuqori samarali kompyuterlardan foydalanib, atmosferadagi karbonat angidridni tashish jarayonini va atmosferadagi karbonat angidrid miqdorini har bir lahzada va har bir joyda simulyatsiya qiladi va haqiqatga eng yaqin uglerod oqimi qiymatini olish uchun sun'iy yo'ldosh kuzatuvlari bilan muvofiqlashtiradi.

Maxsus ishlab chiqilgan "uzoq masofali ko'rish" tizimi bilan jihozlangan bo'lib, u muhim ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlaydi.

Hozirgi kunda butun dunyo bo'ylab atigi bir necha yuzta yer usti karbonat angidrid kuzatuv stansiyalari mavjud, bu esa monitoring ehtiyojlarini qondirish uchun yetarli emas. Uglerod sun'iy yo'ldoshlari bu muammoga ma'lum darajada yechim taklif qiladi, chunki ular global karbonat angidrid monitoringi ma'lumotlarini olishlari mumkin.

Yerni o'rab turgan qalin atmosferadan qaysi gazlar karbonat angidrid ekanligini aniqlash va hatto "dinamik xaritalar" yaratish — Xitoyning uglerod sun'iy yo'ldoshi maxsus ishlab chiqilgan "uzoq masofali ko'rish" bilan jihozlangan.

TanSat uglerod sun'iy yo'ldoshi giperspektral va yuqori fazoviy aniqlikdagi karbonat angidrid detektoriga ega. Ushbu detektor karbonat angidrid konsentratsiyasini aniqlash uchun ko'rinadigan va yaqin infraqizil spektral diapazonlardagi molekulyar yutilish chiziqlaridan foydalanish orqali ishlaydi, bu esa global atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasining o'zgarishini aniq va real vaqt rejimida kuzatib boradi. Uglerod sun'iy yo'ldoshi Yer atrofida kuniga taxminan 14 marta aylanadi, aniqlash kengligi 20 kilometrni tashkil qiladi. Yer qutblari atrofida aylanib yurganda, u inson faoliyati va tabiiy tizimlar bu issiqxona gazini qanday chiqarishi va yutishini aniq ko'rsatish uchun global karbonat angidrid konsentratsiyasi haqida ma'lumot oladi.

Global ustun konsentratsiyasi ketma-ketligini tahlil qilish va ma'lumotlarni assimilyatsiya qilish tizimidan bir qator modellardan foydalanish orqali global CO2 oqimining o'zgarishini (vaqt birligida birlik maydonidan o'tadigan CO2 ning umumiy miqdori) aniqlash mumkin, bu uglerod aylanishini tadqiq qilish uchun asosiy ma'lumotlar asosidir.

△ Uglerod sun'iy yo'ldoshi tomonidan qaytarilgan ma'lumotlarni taqqoslang,

U dunyoning turli mintaqalarida karbonat angidrid miqdorini hisoblashi mumkin.

Asosiy imkoniyatlaridan tashqari, uglerod sun'iy yo'ldoshi yana bir kuchli vositaga ega - ko'p spektrli bulut va aerozol polyarizatsiyasini tasvirga oluvchi. Ushbu tasvirga oluvchi bulutlar va atmosfera zarrachalari kabi yordamchi ma'lumotlarni o'lchaydi, bu esa olimlarga xalaqit beruvchi omillarni bartaraf etish orqali karbonat angidrid konsentratsiyasini aniq teskari muhandislik qilishga yordam beradi. Shuningdek, u meteorologlarga ob-havo prognozlarining aniqligini oshirishda yordam beradi va PM2.5 kabi havo ifloslanishining sabablarini o'rganish uchun muhim ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlaydi. Uglerod sun'iy yo'ldoshi ma'lumotlari har kuni yangilanadi. Foydalanuvchilar uglerod sun'iy yo'ldoshidan global ma'lumotlarni sana va mintaqa bo'yicha sozlashlari va yuklab olishlari mumkin.

Xitoy uglerod sun'iy yo'ldoshidan olingan atmosferadagi karbonat angidrid taqsimotining birinchi global xaritasi

△ Takroriy kuzatuvlar orqali,

Uglerod sun'iy yo'ldoshlari global karbonat angidrid taqsimotining to'liq xaritasini taqdim etishi mumkin.

Standart qutbga yaqin quyosh-sinxron sun'iy yo'ldosh sifatida uglerod sun'iy yo'ldoshi Yerning Shimoliy va Janubiy qutblarini 700 kilometr balandlikda aylanib, kuniga 14-15 marta orbitaga chiqadi. Uning global karbonat angidrid monitoringi asbobi har bir orbitada 20 kilometr sharq-g'arb radiusi bo'yicha Yer atmosferasining giperspektral aniqlik ma'lumotlarini to'playdi. Shuning uchun uglerod sun'iy yo'ldoshi kuniga taxminan 300 kilometr maydonni qamrab oluvchi, (14-15) × 20 kilometrni qamrab oluvchi ma'lumotlarni olishi mumkin. Yer ekvatori taxminan 40 000 kilometr aylanaga ega ekanligini hisobga olsak, nazariy jihatdan taxminan 140 kun va 2000 orbitadan kuzatish ma'lumotlarini olish global miqyosda uzluksiz, qoplangan karbonat angidrid monitoringi xaritasini yaratish imkonini beradi.

△Xitoyning uglerod sun'iy yo'ldoshidan olingan birinchi global karbonat angidrid taqsimoti xaritasi

2017-yil sentabr oyida birinchi global karbonat angidrid taqsimot xaritasi e'lon qilindi, uning o'rtacha aniqligi 2,11 ppm ni tashkil etdi. Xaritada antropogen chiqindilar tufayli bahorda Shimoliy yarim sharda yuqori karbonat angidrid konsentratsiyasi va Janubiy yarim sharda past konsentratsiyalar naqshlari ko'rsatilgan. 2017-yil aprel va iyul oylaridagi taqsimot xaritalarini taqqoslaganda, Shimoliy yarim sharda bahordan yozgacha karbonat angidrid konsentratsiyasining pasayishi aniq tendentsiyasi ko'rsatilgan, bu esa ekotizimlarning mavsumiy uglerodni sekvestratsiya qilish funktsiyasini ko'rsatadi. Xarita shuningdek, inson faoliyati tez-tez sodir bo'ladigan hududlarda yuqori karbonat angidrid konsentratsiyasini aks ettiradi.

Global uglerod oqimi ma'lumotlar to'plami

△Xitoyning uglerod sun'iy yo'ldoshi (TanSat) tomonidan kuzatiladigan global uglerod manbalari va yutgichlarining sxematik diagrammasi

2021-yil 15-avgustda Xitoy Fanlar akademiyasining Atmosfera fizikasi instituti va boshqa muassasalar tadqiqotchilari ilg'or uglerod oqimini hisoblash tizimidan foydalanib, mamlakatimning birinchi global karbonat angidrid monitoringi ilmiy eksperimental sun'iy yo'ldoshi bo'lgan Xitoy uglerod sun'iy yo'ldoshidan birinchi global uglerod oqimi ma'lumotlar to'plamini olishdi. Bu muhim natija bo'lib, mamlakatim global uglerod balansini fazoviy miqdoriy monitoring qilish qobiliyatiga ega ekanligini va Yaponiya va Qo'shma Shtatlardan keyin ushbu texnologiyaga ega bo'lgan dunyoda uchinchi mamlakat ekanligini ko'rsatadi.

Global inventarizatsiya karbonat angidrid chiqindilarini kamaytirish va uglerodni sekvestratsiya qilish kabi harakatlarning iqlim o'zgarishi tendentsiyalariga ta'sirini tushunishga yordam beradi va sun'iy yo'ldosh masofaviy zondlash global, birlashtirilgan va xolis uglerod hisobida muhim rol o'ynaydi.

Xitoyning uglerod sun'iy yo'ldoshi mamlakatning birinchi avlod maxsus issiqxona gazlarini monitoring qilish sun'iy yo'ldoshi va Yaponiya va Qo'shma Shtatlardan keyin uchinchi global "uglerod hidlash" sun'iy yo'ldoshidir. Uning muvaffaqiyatli rivojlanishi yuqori aniqlikdagi kosmik issiqxona gazlarini noldan boshlab monitoring qilish imkonini berdi. Uning orbitada keyingi barqaror ishlashi mamlakatimning issiqxona gazlarini aniqlash imkoniyatlaridagi texnologik bo'shliqni to'ldiradi. Uning yutuqlari mamlakatim uchun global isishning o'zgaruvchan naqshlari va global uglerod chiqindilarining taqsimlanishini tushunish va global iqlim o'zgarishiga qarshi kurashishda mamlakatimning xalqaro ovozini kuchaytirishda katta ahamiyatga ega.
Kelajakda, uglerod sun'iy yo'ldoshlarining tadqiqot natijalariga asoslanib, mening mamlakatim global va milliy ikki tomonlama uglerod maqsadlariga erishishga xizmat qilish uchun yangi avlod issiqxona gazlarini monitoring qilish sun'iy yo'ldoshlarini ishlab chiqadi.

(Ushbu maqoladagi ba'zi kontent internetdan olingan. Agar biron bir qoidabuzarlik bo'lsa, uni o'chirish uchun biz bilan bog'laning.)