卫星遥感能在碳中和和碳达峰中做什么？

　　这得从碳中和的核心概念开始说起。碳中和，主要是碳排放量的＂收支相抵＂，是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放，由植树造林、节能减排等形式进行抵消，实现零碳排放。依照这样的概念，实现碳中和主要方法有两种：碳减排：遏制碳排放，节能减排，构建低碳产业体系碳吸收：维护自然资源和生态环境，植树造林，吸收碳排放
　　既然是「碳排放」与「碳吸收」的收支中和过程，量化监测跟踪就是一个非常重要的环节和手段，需要精准监测和管理方式，探索优化发展的能力和工具。从这点上来说，遥感卫星影像就是一个很好的宏观工具。
　　卫星遥感不仅能在碳「排放」方面进行监测、溯源和改进起到量化监管的作用，为绿色再生能源的产业体系构建提供数字化指导；在碳「吸收」方向也能起到及时发现生态问题和守护生态平衡的作用。其主要实现的是以下两方面作用：碳排放监测：通过卫星对地球大气遥感监测反演，对碳排放量和空间分布、强度进行量化客观监测和溯源生态保护和气候研究：监测记录自然资源数据，保护促进碳汇，对地球气候生态深入研究；
　　接下来分别介绍一下卫星遥感这两方面的主要工作内容：用大气遥感定量反演 量化监测和溯源＂碳排放＂
　　在统计碳排放时，全球各国各自通过化石燃料燃烧数量和效率来计算，具有很大的不确定性。利用特定的遥感卫星，可从地球大气层对温室气体的发生、分布扩散、影响范围进行客观监测，定量反演气体浓度梯度变化值与碳通量。
　　太阳光经过大气，有一些特定的光谱频点被聚集的二氧化碳吸收。如果某区域反射或散射光中特定频点很弱，可推断该区域二氧化碳分子比较密集；反之特定频点很强，则可推断二氧化碳分子较少，这个推断和量化过程就是通常所说的＂大气遥感定量反演＂。并且，不止二氧化碳，不同的光谱特征可推断不同的温室或有害气体浓度，如甲烷（CH4)，二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、气溶胶等。
　　通过遥感反演呈现的2018年欧洲空气质量，19个欧盟成员国记录的二氧化氮浓度超过年度允许限值 | GeoSpatial
　　2016年12月，我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星，成功到达距离地球700多公里外的太空，开始进行全球二氧化碳排放的监测工作。利用多种高光谱卫星、车载激光雷达等多源时空数据，基于反演算法，也可实时、准确地对大气环境状况进行业务化监测。
　　遥感反演可深入裸露土地、城市道路、建筑施工裸地、重点排放单位进行碳排放的动态监测，一旦发现碳排放异常点，可及时进行确认和修复；利用地理网格化生成碳排放热点分布图，支持城市管理者从宏观层面做出更为科学的决策，对碳排放的地点和时间进行合理调节。
　　美国宇航局高光谱卫星AVIRIS-NG在2020年夏季检测到的甲烷气流表明加利福尼亚油田的天然气管道泄漏，管理部门随后确认并修复了泄漏，甲烷气体也是碳排放的主要气体之一。图片来源：NASA/JPL-Caltech。
　　2. 卫星遥感动态监测 森林草原等自然资源 保护和促进碳汇
　　根据测算，在过去十年中，世界各地的森林每年总共从大气中吸收约156亿公吨二氧化碳（合171.6吨），这意味着健康的森林能够吸收中和部分碳排放。但另一方面，森林砍伐、森林火灾和损耗等事件，反而导致每年释放约81亿公吨(89.1吨）的二氧化碳。
　　反映了作为碳排放源（紫色）和碳汇（绿色）森林地区的全球影像图。| 哈里斯等人。2021/全球森林观察/世界资源研究所 美国宇航局
　　森林碳汇是目前最为重要的碳中和途径之一，通过高分辨率的遥感卫星网络和实时数据获取分析，高频监测维护森林生态、及时预警森林火灾、限制人类活动，保持和发展森林蓄积量，是实现碳中和的关键环节。
　　同时，利用经过处理的卫星遥感影像数据，可构建一个更加精准估算碳通量的全球框架及局部区域影响计算，反映出随着森林被破坏，碳吸收和释放方式之间的动态时空变化。
　　除森林外，包括草原、土地、矿产资源、海洋、湿地、水在内的自然资源的健康发展，都是走向碳中和的重要加速环节，遥感卫星等时空监测手段对其变化信息的实时动态获取，都将为维护生态、促进碳吸收，起到高效监管的作用。
　　归一化植被指数（NDVI）基于特定的遥感影像数据反演分析，可检测植被生长状态、植被覆盖度等生态环境指数。| 数据禾