中国科学院老科学技术工作者协会

简 报

﹝2025﹞ 第一三四期（总第1317期）

中国科学院老科协办公室      2025年9月22日

中国科学院老科协遥感数字地球分会成功举办

遥感卫星在气候变化研究中的应用学术沙龙

2025年9月16日，中国科学院老科学技术工作者协会遥感数字地球分会承办了“遥感卫星在气候变化研究中的应用”学术沙龙活动。沙龙由中国科学院老科协主办，中国科学院离退休干部工作局支持。中国科学院老科协顾问何远光和副理事长曹以玉、监事长赵震声、原副理事长洪延超，以及中国科学院大气物理所、地理科学与资源所、地质与地球物理所、国家天文台、过程工程所、空天信息创新研究院的28位专家学者出席了活动。遥感数字地球分会名誉理事长赵忠明研究员主持活动。中国科学院空天信息创新研究院博士生导师、国家环境保护卫星遥感重点实验室主任、国际大气环境遥感学会主席李正强研究员作题为“发展遥感卫星信息技术，支持双碳行动战略”的主旨报告。

报告重点介绍了遥感卫星技术在研究气候变化中的应用，特别是在应对全球气候变暖遥感技术面临的挑战和解决的办法。

为了应对工业革命后的气候变化，国际社会已经采取了一系列措施。例如，1992年制定了联合国气候变化框架公约，2005年签订京都议定书，2015年签订了《巴黎协定》。《巴黎协定》，承诺减少温室气体的排放，推动可持续发展和低碳经济。中国政府提出了碳中和与碳达峰战略目标，是全球应对气候变化的重要行动，对于保护地球生态系统、促进人类社会的可持续发展具有深远的影响。

气候变化是一项跨越国界的全球性挑战。要解决这一问题，则需要在各个层面进行协调，需要国际合作，帮助各国向低碳经济转型。

卫星遥感可为“环境、气候变化”的应对提供关键技术手段。因为在54个与气候变化及其对全球影响有关的地球物理变量中，被定义为关键气候变量（Essential Climate Variables， ECV），大约一半的关键气候变量ECV可由卫星遥感获得。

遥感卫星在气候变化研究中扮演着不可缺少的角色，是科学家们洞察全球变化的“天眼”。其应用极为广泛，它涉及监测温室气体和大气成分、 监测极地冰盖和冰川变化、监测海平面上升、监测海洋变化、监测陆地生态系统变化、监测大气和能量平衡等。

遥感卫星技术的优势有多尺度观测、 全球覆盖、长期连续观测、 一致性高、数据校准与验证、数据处理、多卫星协作、传感器技术等。为我们提供了审视地球气候系统的全局视角、客观数据和长期记录。它不仅是诊断地球“病情”的CT扫描仪，也是监测《巴黎协定》等国际气候承诺履行情况、验证减排效果的重要工具，为科学决策和人类应对气候变化提供了坚实的数据基础。

遥感卫星正从一个单纯的“观测者”转变为一个强大的“赋能者”，它通过提供海量、客观、连续的宏观地球观测数据，贯穿于“双碳”目标的基线评估、过程监测、效果核查、交易支撑全链条，成为实现这一宏伟目标不可或缺的“天空之眼”。

当然，遥感卫星在监测气候变化，以及完成对“双碳”目标的支持还面临许多困难和挑战，存在如何准确、高效、全覆盖的获取碳排放数据和碳汇数据等一系列问题。在卫星遥感产业繁荣发展的当下，在大气与碳监测领域依然面临着时空覆盖范围与分辨率、协同观测、数据处理和反演算法、相互校准和一致性等多方面的重大挑战，这些挑战的解决也引领着遥感卫星今后的发展方向。

第一、要增加卫星观测的空间和时间、覆盖范围和提高分辨率的问题。近20多年，欧洲航天局、美国、日本、中国相继发射了环境监测卫星、温室气体监测卫星、甲烷监测卫星和源碳监测卫星。

第二、要增强卫星载荷观测能力、探索观测协同性。因为没有单一传感器能够完全解决大气成分的复杂探测问题的，需要各种观测互补协同，包括高空的和地面的观测。要增加探测维度和信息含量（电磁波信息挖掘），例如偏振增加光学遥感矢量信息。

第三、还要开发新一代遥感数据处理算法。如人工智能(AI)算法。开发地基观测（真值）+卫星遥感观测的算法；物理过程模型+大数据模型的算法。开发新一代遥感数据处理算法联合算法如“Aerosol+Carbon”算法等。

第四、要解决传感器的相互校准和长时间数据的一致性问题。因为卫星产品与载荷的可追溯性和一致性至关重要。同时传感器的相互校准和长时间数据的一致性也很重要。

面对气候变暖的挑战和国家“双碳”战略目标的需求，充分发挥卫星遥感的优势，我国采用了先进卫星遥感探测技术，从而推动遥感卫星技术在碳监测/评估、气候变化等领域的发展和应用。

报告总结与展望指出：

一是气候变化和环境污染等问题对温室气体等大气成分卫星遥感提出了远超以往的高精度要求，呼唤新的遥感和数据处理技术支撑;

二是Aerosol + 温室气体协同反演是大气成分高精度卫星遥感的典型代表，可望在技术途径上取得突破;

三是偏振+高光谱协同探测通过国产GF-5号等卫星测试有效，已在国内外(例如CO2M,Tansat-2,BK-1等)碳监测卫星上获得采用;

四是主、被动一体探测可进一步增强大气成分卫星遥感能力，近期发射的相关卫星(DQ-1,CM-1等)可形成基本的天基主被动一体观测能力。

总之，遥感卫星为我们提供了审视地球气候系统的全局视角、客观数据和长期记录。它不仅是诊断地球“病情”的CT扫描仪，也是监测《巴黎协定》等国际气候承诺履行情况、验证减排效果的重要工具，为科学决策和人类应对气候变化提供了坚实的数据基础。

遥感卫星技术除了直接监测二氧化碳、甲烷等温室气体的排放浓度外，更能从 “碳汇”评估、能源结构转型、城市与生态治理、金融与监管等多个维度，为“双碳”目标的实现提供全方位、立体化的关键数据支撑和决策依据。

讨论中，与会专家一致认为报告很精彩，李正强和他的研究团队做出了开拓性的研究工作，取得很好的成绩，值得称赞，并提出了问题进行探讨。同时建议研究气候变化可与大气物理所合作，观测站点可以与中国科学院的44个生态观测网站结合；研究要和应用结合，陆地与海洋结合，地面监测与卫星监测结合。现在已做的研究偏重于陆地，海洋、冰雪地带、沙漠那些地方研究比较薄弱等。

（中国科学院老科协遥感数字地球分会供稿）