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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

地球(2016 年 12 月 D)  

2017-01-02 12:06:08|  分类: 地球 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国开造首艘极地破冰船(2016 12 23 日参考消息)

中国发射首颗“碳”卫星(2016 12 23 日参考消息)

我国首颗碳卫星发射成功(2016 12 23 日科技日报)

2016 科学触角探寻谜之真相(节选)(2016 12 23 日科技日报)

我国首颗碳卫星升空(2016 12 23 日人民日报)

这颗卫星能“嗅”碳(2016 12 23 日人民日报)

首艘国产极地科考破冰船开建(2016 12 23 日人民日报)

我国成功发射首颗二氧化碳监测卫星(2016 12 23 日上海科技报)

我首艘自主建造极地科考破冰船开工(2016 12 23 日上海科技报)

中国大洋海底地理实体名录首发(2016 12 23 日上海科技报)

2016年,科学界前行了多少?(节选)(2016 12 23 日上海科技报)

“碳卫星”成功发射入轨(2016 12 23 日文汇报)

太空华尔兹(2016 12 23 日文汇报)

碳卫星如何让碳排放无处遁形(2016 12 23 日文汇报)

地球大气中首次检测到氨(2016 12 24 日参考消息)

南极半岛未现全球变暖效应(2016 12 25 日参考消息)

撒哈拉沙漠 37 年来首降雪(2016 12 25 日参考消息)

2016年,不能忘却的科技突破(2016 12 25 日科技日报)

2016上海科创,投向未来的十道目光(节选)(2016 12 25 日新民晚报)

 

 

 


参考消息 2016 12 23

中国开造首艘极地破冰船

日本外交学者网站1222日报道】题:中国开造首艘极地破冰船

中国自主建造的第一艘极地科考破冰船1220日在位于上海的江南造船(集团)有限责任公司开工建造,这家公司也为中国人民解放军海军建造驱逐舰。新型破冰船预计于2019年建成,将不归属中国军方使用,而是作为中国极地研究中心的民用船只。

中国极地研究中心主任杨惠根说,新船排水量13990吨,船长122.5米,船宽22.3米,能以最快3节的航速连续冲破1.5米厚的冰,且船首船尾均可破冰,续航力2万海里,载员90人。

据中国媒体报道,新船将装备国际先进的海洋调查和观测设备,致力于打造中国开展极地海洋环境与资源研究的重要基础平台。科研人员可在船上开展极地海洋、海冰、大气等环境基础综合调查观测,进行有关气候变化的海洋环境综合观测取样,在极地冰区海洋开展油气资源、生物资源调查。

报道称,新船建成后,将与中国极地研究中心目前唯一的科学考察破冰船“雪龙”号组成破冰船队。中国还算不上北极势力大国,只是北极理事会的观察员国,而且虽然制定了北极政策,却并未宣布北极战略。可以预测的是,未来中国对正在迅速融化的北冰洋的兴趣必将大增。

 


参考消息 2016 12 23

中国发射首颗“碳”卫星

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 12 23

我国首颗碳卫星发射成功

千里之外监测全球二氧化碳浓度

本报记者 张盖伦 张兆军

1222日凌晨322分,我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)发射升空。它成为巡游在地球上空700公里的第三位全球二氧化碳“体检师”。碳卫星将在宇宙中不断变换观测模式,完成对全球二氧化碳的监测,并借助模式同化和反演技术最终形成全球碳排放情况的“体检报告”。

“小卫星肩负大使命。”国家遥感中心总工程师李加洪说。监测全球二氧化碳分布情况,这是中国应对全球气候变化采取的积极行动,也体现了我国的“大国担当”。而且,知己知彼,才能在全球气候谈判中掌握主动权,发出“中国声音”。

二氧化碳在大气中的浓度本就非常低。碳卫星总设计师尹增山介绍,从2011年到2016年年底,经过近6年研制,我国碳卫星探测精度达到了优于4ppm(百万分比浓度)水平。也就是说,当大气中二氧化碳含量变化超过百万分之四时,碳载荷就会发现。

如何发现?实际上,碳卫星对二氧化碳浓度采用的是“间接测量”法。大气在太阳光照射下,二氧化碳分子会呈现光谱吸收特性,碳卫星通过精细测量其光谱吸收线,可以反演出大气二氧化碳浓度。

但这根线非常窄。要获取高精度的大气吸收光谱,就要依靠碳卫星的主载荷——高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。二氧化碳探测仪核心的技术指标和难点就是要同时实现高光谱分辨率和高辐射分辨率,这就如同检查人的指纹,普通仪器只看得到纹理,而二氧化碳探测仪可以把指纹放大一百倍,精细测量每条指纹的宽度和深度。

“要达到这么精细的分辨率,必须要有大面积光栅。”中科院长春光机所研究员郑玉权告诉科技日报记者,为突破这项关键技术,科研人员从最基础的制造全息光栅所需的高精度曝光系统研究出发,一点点攻克技术难关,最终在碳化硅基底上制造出高精度衍射光栅,并在航空校飞试验中进行了验证。

碳卫星探测仪上的大面积衍射光栅,能够探测2.06微米、1.6微米、0.76微米三个大气吸收光谱通道。“光谱测量的精度要求极高。”郑玉权解释说,在人眼最敏感的黄、绿波段,人眼对“色彩”(光谱)分辨率极限也只有12纳米,而二氧化碳探测仪光谱分辨率最高可达0.044纳米。达到这样的分辨率,在国内光谱仪器的研制上尚属首次。

说起研制过程,郑玉权感慨颇多。6年的载荷研制,是预研攻关和工程实施的结合。他们从无到有,实现技术突破;又迎头赶上,比肩国际先进水平。“反正,遇到问题的彷徨、解决问题的艰辛和最终找到答案的欢乐,我们全尝遍了。”

碳卫星上的“配角”——云与气溶胶探测仪也不可小觑。气溶胶,通俗点说,就是大气中的尘埃。多谱段云与气溶胶探测仪载荷负责人、长春光机所空间三部副主任颜昌翔研究员说,大气气溶胶是大气辐射平衡和气候变化研究中不确定性的一个关键因素,它对全球气候的影响主要表现在其对云层的影响上。大气中存在薄云或气溶胶时,由于大气粒子的散射作用,将改变太阳辐射的光学厚度和二氧化碳总的柱吸收作用,使得反演精度大大降低;此外较厚的云层还降低了二氧化碳探测数据的有效性。因此,该探测仪可以帮忙排除探测时云和气溶胶的影响,提升二氧化碳探测数据的可靠性。碳卫星地面应用系统总设计师杨忠东表示,从设计能力上来讲,这款探测仪可以为研究雾霾提供重要数据支撑。

“碳卫星本身就肩负着‘创新’使命。”李加洪说。作为一颗科学实验卫星,碳卫星身上,至少有四项大胆的技术创新——大面积光栅、多模式定标、敏捷姿态调控以及复杂的反演验证系统。“我们碳卫星的整体水平,比日本的还要高。虽是‘后发’,但我们已经实现了‘并跑’。”

技术上的卓越,并非这颗碳卫星的唯一追求。在大约半年的在轨测试之后,碳卫星将正式开始两年半的工作——让二氧化碳浓度数据“到碗里来”。“我们将按照应用需求,对后期数据进行加工、处理、共享和服务。”李加洪透露,科技部联合中国科学院和中国气象局已经制定了碳卫星数据管理办法。碳卫星数据将加载到国家综合地球观测数据共享平台,向国内各类用户提供数据共享服务。在国际合作方面,这些数据也会向地球观测组织(GEO)共享,这也是中国对GEO的实质贡献。

“一颗卫星远远不够。”不过,让杨忠东欣慰的是,六年来,他们不仅收获了这颗卫星,还了解和掌握了二氧化碳高精度遥感监测仪器的制备过程。“要满足中国社会经济的发展需求,我们还要更多碳卫星。”第一颗有了,后续的,也就不再遥远。

(科技日报酒泉1222日电)

 


科技日报 2016 12 23

2016 科学触角探寻谜之真相(节选)

本报记者刘 垠

 

3  百慕大为啥成了“魔鬼”地带?

百慕大一直是个神秘的存在。近百年来,这里屡屡发生海难、空难事件,原因却一直悬而未解。

今年3月,来自挪威北极圈大学的研究人员在百慕大三角附近海域找到多个巨大水底坑穴,极有可能是天然气大爆炸造成的。研究人员推断说,可能是爆炸给正在海面上航行的船只造成了危险。

关于百慕大三角为什么会发生难以解释的超常现象,有各种五花八门的解释。有些地球物理学家认为,百慕大三角奇异事件发生的原因与海底地形有关,在该地区的海底,地壳可能存在宽大的裂缝。裂缝中不断冒出大量的气体溶解于海水中,海洋底层含有大量气体的水被上层水沉沉地压着,就好像一瓶被盖子严严盖住的汽水。一旦海洋上层压力减小,下层水中的气体就会拼命往上冲,因而升起浓浓的泡沫。假如船只刚好通过泡沫最厉害的地区,就会在泡沫中下沉。而当泡沫冲出海面,则会形成茫茫白雾,飞机飞进这样的雾里,自然会迷失方向。

解释百慕大怪异现象的另一种假说是海水漩涡说。据太空卫星发现,百慕大海域曾出现过巨大的漩涡,专家们分析,这巨大的海水漩涡有如一面巨大的凹透镜会将太阳光聚焦于一点,当有飞机或船只此时经过“水凹镜”焦点时,便会被高温融化得无影无踪。

但也有一些研究者称,按比例来说,百慕大三角船只和飞机的失踪数字,远少于其他海洋地区,将百慕大三角渲染得过于神秘未免有些小题大做。

 


人民日报 2016 12 23

碳排放将有中国数据

我国首颗碳卫星升空

可监测全球二氧化碳浓度

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

图为碳卫星模拟工作图。

  中科院微小卫星创新研究院供图(人民视觉)

 

本报北京1222日电 (记者喻思娈)记者从中国科学院获悉:1222322分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星(简碳卫星)发射升空。碳卫星的成功研制和后续在轨稳定运行,将使我国初步形成针对全球、中国及其他重点地区的大气二氧化碳浓度监测能力,填补了我国在温室气体监测方面的技术空白,其成果对我国掌握全球变暖的变化规律和全球碳排放分布、提高我国在应对全球气候变化的国际话语权等方面具有重要意义。

 


人民日报 2016 12 23

我国首颗全球二氧化碳监测卫星22日成功发射

这颗卫星能“嗅”碳

本报记者喻思娈 刘 毅

以二氧化碳为主的温室气体排放通常被认为是影响气候变化的重要因素。但各国排放了多少二氧化碳,它怎样在全球流动,至今缺乏完备、可信服的基础数据。22日凌晨,我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星(简称碳卫星)在酒泉成功发射,它将监测大气中二氧化碳浓度1%的细微变化,给出二氧化碳在不同季节、不同地区排放的体检报告能提升我国在气候变化谈判等问题上的国际话语权。

为什么发

全球尺度上获取二氧化碳变化情况,填补技术空白,提升国家话语权

过去150年来,大气中的二氧化碳的浓度从280ppm(百万分之一)上升到400ppm,二氧化碳等温室气体引发的温室效应,被认为是全球变暖的罪魁祸首。

持家得先有账,收支清楚才能找出温室气体与气候变化之间的关系。动态监测二氧化碳排放,对人类应对气候变化的影响有重要意义。卫星首席应用科学家、国家卫星气象中心总工程师卢乃锰说。

此前,人类一直是通过地面站点监测二氧化碳排放。虽然地面观测的绝对精度比卫星观测精度高,但地面监测站数量有限,没法得出全球范围二氧化碳的空间分布情况。卢乃锰介绍,截至2010年左右,全球地面观测站点仅有200多个,且不能监测到海洋上空大气中二氧化碳的含量。

如果说监测各个区域二氧化碳浓度变化是账目的明细,二氧化碳在全球的流动情况则是总账。而单个站点的持续观测,只能了解某个较小区域二氧化碳浓度的变化。要认识全球碳循环规律,就需要一种可以连续在全球尺度上获取高精度的二氧化碳流动的手段。搭载温室气体探测仪器、借助卫星遥感,是目前获取全球各区域气体浓度切实可行的手段。

利用卫星监测二氧化碳成为科技发达国家竞争的焦点。2009年日本发射了世界首颗温室气体观测卫星(GOSAT);2014年美国发射了二氧化碳监测卫星OCO—2

碳卫星系统总设计师、中科院微小卫星创新研究院研究员尹增山介绍,碳卫星发射成功并经过半年的在轨测试后,将正式投入运行,16天完成一个回归周期,每两到三个月,完成一次全球有效覆盖。碳卫星获取的信息经过解析和处理,就能形成不同地区碳排放报告。

采用碳卫星收集全球碳排放的长期数据,通过数据对照就能看出全球各个地方碳排放的变化。碳卫星二氧化碳探测仪负责人、中科院长春光机所研究员郑玉权说。此前,人们往往根据某个国家或地区的化石能源消耗量、效率来判断,但这种方式缺乏科学依据,且目前多由各国单独统计,难以得出全球二氧化碳的分布和变化趋势。郑玉权说,发射碳卫星,不仅能填补我国在温室气体监测方面的技术空白,还能掌握在全球气候谈判、未来碳交易等上的主动权。

如何监测

通过精细测量光谱信息,了解全球二氧化碳的变化情况

碳卫星给全球碳普查,是基于大气吸收池原理。卫星从太空观测经地表反射的太阳光,太阳的光谱是确定的,但大气层中不同气体成分吸收的光不一样。比如,二氧化碳在近红外至短波红外波段有较多的气体吸收,从而能形成独特的大气吸收光谱。某个区域大气层中二氧化碳浓度轻微的变化,就会带来吸收光谱线强度的变化,碳卫星记录的就是这些光谱信息。

郑玉权说,碳卫星精细测量后得到光谱吸收线,光谱线信息通过数据的方式传输到地面。数据本身并不能看出二氧化碳浓度,需要通过建立模型来演算。在这些数据的基础上,还可进一步推演出全球二氧化碳的流动情况。

以往气象卫星所涉及的演算问题,大多集中在红外和微波谱段,而碳卫星所涉及的是可见光和近红外谱段的演算问题,机理不同,难度加大。这需要考虑云与气溶胶、气压、温度、反照率等多因素的影响,重新设计全新的演算验证系统。我们集中国内优势单位联合攻关,终于填补了国内技术空白。乃锰说。

要获取高精度的大气吸收光谱,就要依靠碳卫星的主载荷——高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪,二氧化碳探测仪采用大面积衍射光栅对吸收光谱进行细分。

国家卫星气象中心副主任、碳卫星地面应用系统总指挥张鹏说,大气中二氧化碳的浓度监测的精度优于4ppm,而大气中二氧化碳的浓度只有万分之四左右,也就是说,在如此低浓度的二氧化碳中,只要有1%的变化,探测仪就必须要发现。为了达到监测要求,郑玉权介绍,二氧化碳探测仪实现了天基0.04纳米级超高光谱分辨率,拥有2000多个通道,对光谱的解析极其精细。

一个好汉三个帮,我国碳卫星还搭载了另一台载荷——云与气溶胶探测仪。该探测仪主要测量云、大气颗粒物等辅助信息,为精确演算二氧化碳浓度剔除干扰因素。

二氧化碳演算会受到云与气溶胶、气压、温度等多因素影响,云与气溶胶探测仪测量到云、大气颗粒物等信息,演算时把它们当作一个参数带入数据中,就最大程度排除它们的干扰。从而对二氧化碳的探测结果进行修正,大大提高演算精度。玉权说。

此外,获取的全球尺度气溶胶数据,还可以帮助气象学家提高天气预报的准确性,为研究大气污染成因提供重要数据支撑。

怎样工作

观测时就像跳舞,要斜着看、竖着看、盯着看

张鹏介绍,碳卫星发射入轨之后,将开始长达3年的工作,每天记录长达约10小时的数据,定期提供我国及全球二氧化碳浓度分布图并为全球气候研究提供依据。

碳卫星在太空如何工作这颗卫星需要在太空中跳舞,既要会跳华尔兹还要能翻筋斗。卢乃锰说。

卢乃锰之所以跳舞,是因为卫星观测模式比较复杂,需要在太空不停地旋转,要斜着看、竖着看、盯着看。斜着看,就是耀斑观测模式,利用太阳在海面的镜面反射提高信噪比,获取海面上空的二氧化碳数据;竖着看即天底观测模式,在地面进行二氧化碳的观测;盯着看,就是卫星在飞行过程中,始终瞄准一个特定目标进行观测,完成既定任务。除此之外,碳卫星还要观测太阳和月亮,进行对日、对月定标。

这种复杂和高难度的跳舞,是为了让卫星能够更加有效地观测全球二氧化碳分布信息。海面反射的光很弱,比如我们拿一个手电筒竖着照在海面,光很多都被吸收了,但如果斜着照射,我们就能看到波光粼粼。碳卫星经过海平面时,也需要相应调整舞姿玉权说。

大家看到卫星在天上翩翩起舞,觉得很美,但搞卫星的人通常一听到这种需求就心惊肉跳。卢乃锰说,高精度的观测对卫星技术要求极高,卫星平台研究人员攻克了复杂姿态指向控制技术难题,给卫星配备了复杂姿态控制系统,使它可以在太空中实现多种模式的观测。

卢乃锰介绍,日本GOSAT的有效观测点只有300多个,我国碳卫星在设计时加大了扫描宽度,增加了采样点,观测效果提升数倍。

监测全球二氧化碳一两颗卫星远远不够,我国发射的是全球第三颗,不久将来欧洲也将加入碳卫星计划我们希望和其他国家合作形成碳卫星虚拟星座,联合观测大气二氧化碳。卢乃锰说。据介绍,我国已经制定了数据管理办法,将适时对外发布。

 


人民日报 2016 12 23

首艘国产极地科考破冰船开建

本报北京1222日电  (记者刘诗瑶)日前,我国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船(以下简新船)在江南造船厂切割车间完成第一块钢材点火切割,拉开了新船开工建造的序幕。根据建造计划,新船预计2019年建成,将与雪龙极地考察船组成极地科学考察破冰船队,极大提升我国极地海洋考察能力和极地考察运输保障能力。

新船建造工程由国家海洋局下属的中国极地研究中心组织开展,江南造船(集团)有限公司承担建造。船长122.5米,船宽22.3米,设计吃水7.85米,设计吃水排水量约13990吨,航速12节至15节,续航力2万海里,自持力60天,载员90人,能以2—3节的航速连续破冰。该船采用国际先进的双向破冰船型设计,并具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力。中国极地研究中心主任杨惠根表示,这标志着我国极地考察保障和极地海洋调查能力迈上新台阶。

 


上海科技报 2016 12 23

突破尖端技术 应对气候变化

我国成功发射首颗二氧化碳监测卫星

本报记者 耿挺

昨天凌晨322分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将全球二氧化碳监测科学实验卫星发射升空。碳卫星是科技部为应对全球气候变化、提升我国全球二氧化碳监测能力部署的一项重大任务。由中科院国家空间科学中心负责工程总体,中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统,中科院长春光学精密机械与物理研究所研制有效载荷,中国气象局国家卫星气象中心负责地面数据接收处理与二氧化碳反演验证系统的研制、建设和运行。

拥有指纹放大100倍的精细度

中科院长春光机所专家在“科学大院”微信号撰文介绍了中国碳卫星的特点。据悉,碳卫星实现大气温室气体探测是基于

大气吸收池原理,二氧化碳、氧气等气体在近红外至短波红外波段有较多的气体吸收,形成特征大气吸收光谱,对吸收光谱的强弱进行严格定量测量,综合气压、温度等辅助信息并排除大气悬浮微粒等干扰因素,应用反演算法即可计算出卫星在观测路径上二氧化碳的柱浓度。

要获取高精度的大气吸收光谱,就要依靠碳卫星的主载荷——高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。二氧化碳探测仪采用大面积衍射光栅对吸收光谱进行细分,能够探测2.06μm1.6μm0.76μm3个大气吸收光谱通道,最高分辨率达到0.04nm

这样的分辨率如同检查人的指纹,普通仪器只看得到纹理;而二氧化碳探测仪可以把指纹放大100倍,精细地测量每条指纹的宽度和深度。如此高的分辨率在国内光谱仪器的研制上尚属首次。

此外,碳卫星的另一台载荷——多谱段云与气溶胶探测仪,可以用来测量云、大气颗粒物等辅助信息,为精确反演二氧化碳浓度剔除干扰因素。

碳卫星发射运行后,科学数据将依托风云系列地面接收站资源完成数据下传。这些数据并不是直接可用的二氧化碳浓度分布,需要经过大气物理学家进行高精度的全球二氧化碳分布反演计算,最终才能成为全球二氧化碳观测数据产品并共享发布。

为全球气候变化提供监测数据

中国碳卫星是全球第3颗观测太空地球温室气体排放的专用、高精度卫星,此前两颗,分别是日本于2009年发射的包括二氧化碳、甲烷浓度观测的卫星GOSAT和美国于2014年发射的专用于大气二氧化碳浓度测量的卫星OCO-2

大气中温室气体被认为是全球变暖的罪魁祸首。自工业革命以来,人类向大气中排入的温室气体逐年显著增加,大气的温室效应也随之增强,诸如森林砍伐、矿物燃烧等人类活动正迅速打破原有的温度平衡,放大了大气的保温效应。这正是造成全球气温升高、极端天气频现的关键。

面对严峻的“气候变化”形势,减少二氧化碳等温室气体的排放已成为应对“困局”的必然选择。而提到温室气体的减排,碳排放的量化监测是各国重要的技术基础和保障。目前所有碳排放量监测手段中,只有星载高光谱温室气体探测技术,既能够实现对大气中二氧化碳等温室气体浓度的高精度探测,又能够获取全球各区域气体浓度分布数据。

跟随中国碳卫星的发射脚步,欧洲也将碳卫星列入计划。届时,中国碳卫星就能与其他几个国家合作形成碳卫星“虚拟星座”,联合观测大气二氧化碳,为全球气候变化提供更加丰富的监测数据。这也是我国积极参与应对气候问题、担负大国责任的体现。

 


上海科技报 2016 12 23

以多样组合方式提供极地海洋科学考察保障

我首艘自主建造极地科考破冰船开工

本报讯(记者陈怡)我国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船(以下简称“新船”)日前在江南造船厂切割车间完成第一块钢材点火切割,拉开了新船开工建造的序幕。根据建造计划,新船预计于2019年建成,届时将与“雪龙”号极地考察船组成极地科学考察破冰船队,极大提升我国极地海洋考察能力和极地考察运输保障能力。

新船建造工程由国家海洋局下属的中国极地研究中心组织开展,江南造船(集团)有限公司承担建造。船长122.5米,船宽22.3米,设计吃水7.85米,设计吃水排水量约1.4万吨,航速12节—15节,续航力2万海里,自持力60天,载员90人,能以二三节的航速连续破冰(1.5米冰+0.2米雪)。该船的设计融合了国际新一代考察船的技术及功能需求和绿色环保理念,采用国际先进的双向破冰船型设计(船首船尾均可破冰);并具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力,可实现极区原地360度范围内自由转动,并可突破极区20米当年冰冰脊,大幅提升船舶机动能力,满足全球无限航区航行需求。

同时,新船将装备国际先进的海洋调查和观测设备,致力于打造我国开展极地海洋环境与资源研究的重要基础平台。科研人员可在船上开展极地海洋、海冰、大气等环境基础综合调查观测,进行有关气候变化的海洋环境综合观测取样;在极地冰区海洋开展油气资源、生物资源调查,新船将基本具备“摸边探底、潜力评估”的调查能力。

中国极地研究中心主任杨惠根表示,我国第一艘自主建造的极地科考破冰船正式开工,标志着我国极地考察保障和极地海洋调查能力迈上新台阶,将结束多年来我国南北极考察“雪龙”号单船作战的历史。新船与“雪龙”船一起组成破冰船队,将以更多样的组合方式提供极地海洋科学考察保障,极大地推动我国极地科学研究,加快极地考察强国的建设进程。

 


上海科技报 2016 12 23

中国大洋海底地理实体名录首发

本报综合消息1219日,由中国大洋矿产资源研究开发协会组织编写的《中国大洋海底地理实体名录(2016)》(以下简称《名录》)在京举行新书首发式。该书是目前我国最权威的一本大洋海底地理实体名录,填补了我国在国际海域地理实体命名工作的空白。

《名录》为中英文对照,共收录了由我国命名和翻译的国际海域地理实体标准地名230个。书中对与大洋地理实体的类型和命名规则有关的术语和定义等进行了详尽介绍,并按照调查海区分述了太平洋、大西洋和印度洋的海底地理实体命名信息,包括地理实体的中英文名称、发现情况、命名历史、特征点坐标、地形特征和命名释义等,同时辅以地形图和三维图信息。

据悉,与《名录》纸质版本图书配套的国际海域地理实体命名数据库在线查询网站同时发布,该数据库所有内容均来源于我国开展大洋科考活动以来的一手调查成果。

 


上海科技报 2016 12 23

2016年,科学界前行了多少?(节选)

王原

 

2016地球生命力报告》

世界自然基金会(WWF1027日公布了《2016地球生命力报告》。报告表示,通过自1970-2012年这40多年的调查得出,目前的地球已经无法承受人类的活动。近半个世纪以来,人类的存在使野生动物种群减少一半,而且人类自身的生存也受到威胁。

调查者跟踪了3706个物种,共超过14152个脊椎动物种群(包括鱼类、鸟类、哺乳类、两栖类和爬行动物)的数量减少了58%。其中,淡水物种的情况最严重,数量已经减少81%

报告显示,为了满足人口增长各项需求的粮食生产,造成了人类对栖息地的破坏和对野生动物的过度猎杀。目前,农业生产占据了地球陆地总面积的1/3和水资源使用总量的近70%。斯德哥尔摩环境恢复研究中心提供的模型显示了人类已经超过了九个地球承载能力极限指标中的四个。地球承载能力极限指标指:在维持地球生命力的条件下地球体系运转的极限值。此外,全球足迹网络的一项研究表明,尽管我们只有一个地球,但人类正使用着1.6个地球的资源来满足每年我们所需要的产品和服务。

该机构的全球总干事马可·兰博蒂尼认为,人类生存受到威胁的原因在于人类自身。而且世界自然基金会在报告中对解决危机的途径作了探讨,提醒人们不要“聚焦于表象,忽视了问题本源”,而“问题本源”则涉及整个人类的心智问题,包括“个人的信仰、价值观和设想”。

 


文汇报 2016 12 23

“碳卫星”成功发射入轨

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

昨天,我国首颗碳卫星发射成功。

本报记者谢震霖摄

 

本报酒泉1222日专电 (特派记者许琦敏 郭超豪)1222322分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星 (简碳卫星发射升空。该卫星的成功研制和后续在轨稳定运行,将使我国初步形成针对重点地区乃至全球的大气二氧化碳浓度监测能力,对充分了解全球碳循环过程及其对全球气候变化的影响,提升我国在国际气候变化方面的话语权具有重要意义。

本次发射的碳卫星作为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,围绕全球气候变化这一当今国际社会普遍关心的全球性重大问题,以大气二氧化碳遥感监测为切入点,利用高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪、多谱段云与气溶胶探测仪等探测设备,通过地面数据接收、处理与验证系统,定期获取全球二氧化碳分布图,大气二氧化碳反演精度将优于4ppm (百万分比浓度),使我国在大气二氧化碳监测方面跻身国际前列。

碳卫星是国家科技部为应对全球气候变化、提升我国全球二氧化碳监测能力部署的一项重大任务。通过863计划地球观测与导航技术领域全球二氧化碳监测科学实验卫星与应用示范重大项目立项实施。该项目由中科院国家空间科学中心负责工程总体;中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统,中科院长春光学精密机械与物理研究所研制有效载荷;中国气象局国家卫星气象中心负责地面数据接收处理与二氧化碳反演验证系统的研制、建设和运行。

负责本次发射任务的长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司上海航天技术研究院研制。此外,本次发射还搭载发射中国科学院微小卫星创新研究院自主安排研制的1颗高分辨率微纳卫星和2颗高光谱微纳卫星,有效载荷由中科院光电研究院研制。这是长征系列运载火箭的第243次飞行。

火箭发射升空后,西安卫星测控中心及其下属多个测控站接续开展精准控制。在火箭飞行约13分钟后,火箭搭载的多颗卫星依次进行星箭分离,相继进入预定轨道。随后,西安卫星测控中心发送指令,控制卫星展开太阳能帆板,建立正常工作状态。后续,西安卫星测控中心还将承担卫星在轨运行长期管理等工作。

 


文汇报 2016 12 23

太空华尔兹

——碳卫星研发团队突破传统挑战科学前沿

摄影/谢震霖 袁慧厉 李宗德  撰文/许琦敏 郭超豪

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

星箭对接

 

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

碳卫星升空瞬间

 

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

部分研发人员在上海为碳卫星转运酒泉送行

 

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

帆板安装

 

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

卫星吊装

 

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

整星状态检查

 

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

整星EMC测试

 

能想象有这么一颗活泼调皮的卫星吗? 它一会儿看看太阳,一会儿又望望地球,身形好像在跳华尔兹,不停俯仰侧转,又像在开赛车,时快时慢。这与尽量追求身姿稳健的传统卫星截然不同。

1222日凌晨322分成功发射上天的我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星 (简称碳卫星),就是这么一颗调皮的卫星。它出自一个平均年龄只有31.2岁的年轻团队——中科院微小卫星创新研究院碳卫星团队之手。

为了让科学家从一颗卫星中获得尽量大的科学回报,这个只有45人的团队奋斗了整整6年,在不断突破传统的过程中勇于创新、自我加压,力求把最新的科学设想变为现实。

突破传统,让卫星“跳舞”

传统卫星最怕的就是身姿不稳,一旦“翻身”就回复不过来,所以卫星姿态控制一直很受重视。不过,对碳卫星来说,不停翻转身姿却是一个不得不挑战的选择。

“碳卫星要观测的海面太阳耀斑、地面目标、太阳、月亮都是不停在动的目标。对卫星而言,不仅要能搜索到观测目标,还要满足一定的光线入射方向约束。”碳卫星项目副总设计师张永合介绍说,要实现这些观测模式,碳卫星必须不断调整身姿,改变姿态机动速度。

“我们也可以按部就班,但更愿意接受挑战,突破传统。”张永合说,这个团队很年轻,很多成员都是一毕业就加入进来的,脑子里框框少,一心想着如何设法解决科学家提出的要求。

为了让碳卫星在轨道上按观测需求翻转,研发人员设计出了“斗牛舞”“探戈”“华尔兹”等多种“舞步”,而控制这些“舞步”的是极为复杂的模式切换与姿态导引控制程序。为确保卫星能在进入轨道后步态自如地“起舞”,这些程序都经过了无数次测试。

“如果不把科学研究放在第一位,而只作为工程项目来对待,研发过程可能不会这么复杂。但碳卫星上天,必须要为科学家带回更多有价值的科研数据,才能体现其最大价值。”张永合说,做科学实验卫星,他们不会放弃这个初衷。

追求完美,再难也要试

普通卫星研制周期一般是4年,而碳卫星整整研发了6年。在不断突破、不断创新的过程中,这支年轻的队伍必须迎接伴随而来的挑战,一方面卫星诸多核心指标实现难度很大,另一方面项目的工程实施也存在诸多波折。然而,在漫长的研制岁月里,他们并没有“苦大仇深”,而是乐观面对。

碳卫星数传主任设计师何晓苑回忆,碳卫星初样、正样都需要去新疆乌鲁木齐进行场外测试。今年1月,他们去做测试时恰逢大雪,装载仪器的车辆在上山途中遇上路面结冰打滑,险情迭出。“不过,当我们登上山顶,看到群山连绵的雪景,瞬间忘记了一路的疲惫和惊吓,又打起精神,做起了试验。”

与一般卫星不同,科学卫星具有很强的探索性,在研制过程中,需要根据学科发展动向和科学认识的深入,开展一轮又一轮的方案优化分析与可实现性评估,尽可能满足科学家提出的最新要求。

比如,碳卫星中的云和气溶胶探测器,相比于立项初期,科学家期望增加三个角度偏振观测的要求,增加用漫反射板定标的方式。微小卫星创新研究院作为卫星总体单位,与仪器研制单位长春光机所联合分析,大胆决定为卫星增加一定的重量与功耗资源,使得这些设想得以实现。“很多想法听起来简单,但实现难度不小。对星上软件来说,需要针对更改做大量测试验证,其工作量往往超出软件修改本身。不过,既然科学家提出要求,再难我们也要试一试。”软件主任设计师万志强说。

尽管做得辛苦,但碳卫星的研制培养出了一批对空间大气探测任务有深入了解的卫星工程师。张永合认为,这更是一种收获,“今后当科学家再提出此类需求,这批跨界人才可以更好地将其翻译成工程语言,提供系统解决方案,打造更先进的探索未知的利器。”

 


文汇报 2016 12 23

应对气候变化、全面监测全球二氧化碳浓度分布情况——

碳卫星如何让碳排放无处遁形

本报特派记者 郭超豪 许琦敏

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

121日,在酒泉卫星发射中心,科研人员在试验帆板光照。

新华社发

 

为了应对全球气候变化、全面监测全球二氧化碳浓度分布情况,22日凌晨,我国发射了首颗二氧化碳观测科学实验卫星TANSAT,这是继日本GOSAT卫星和美国OCO2卫星之后的全球第三颗“嗅碳”卫星。

这颗碳卫星到底身怀什么样的绝技,能够让碳排放无处遁形呢?

反演算法计算二氧化碳柱浓度

碳卫星实现大气温室气体探测是基于大气吸收池原理,二氧化碳、氧气等气体在近红外至短波红外波段有较多的气体吸收,形成特征大气吸收光谱,对吸收光谱的强弱进行严格定量测量,综合气压、温度等辅助信息并排除大气悬浮微粒等干扰因素,应用反演算法即可计算出卫星在观测路径上的二氧化碳柱浓度。

通俗地说,就是通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。中科院长春光学精密机械与物理研究所研究员郑玉权解释,太阳光经过空气时,空气中的二氧化碳分子对许多精细的颜色有不同程度吸收,通过光学仪器对这些色彩进行非常精准的测量,可以反向推算出二氧化碳分子数量,从而得知大气中的二氧化碳浓度。

据介绍,碳卫星以高光谱二氧化碳探测仪、多谱段云与气溶胶探测仪为主要载荷,建立高光谱卫星地面数据处理与验证系统,形成对中国及全球其他重点地区大气二氧化碳浓度监测能力,监测精度可达到14ppm (百万分比浓度)

高分辨率探测仪开国内光谱仪器先河

要获取高精度的大气吸收光谱,就要依靠碳卫星的主载荷——高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。二氧化碳探测仪采用大面积衍射光栅对吸收光谱进行细分,能够探测2.06微米、1.6微米、0.76微米三个大气吸收光谱通道,最高分辨率达到0.04纳米,如此高的分辨率在国内光谱仪器的研制中尚属首次。

二氧化碳探测仪核心的技术指标和难点就是要同时实现高光谱分辨率和高辐射分辨率,这就如同检查人的指纹,普通仪器只能看得到纹理,而二氧化碳探测仪可以把指纹放大100倍,精细地测量每条指纹的宽度和深度。

为实现核心指标,二氧化碳探测仪突破了一系列核心关键技术。探测仪通过一块指向反射镜对外部光线进行收集,这块指向镜在设计时被巧妙地设计成“一镜双用”:一面镜面,用于观测时折射光线;一面漫反射面,在定标时对准太阳,形成漫反射光来定标仪器精度。

巧妙设计的背后是加工制造难度的极大增加,一方面要保证镜面和漫反射面的高精度,另一方面要实现高度轻量化和高可靠性,研究人员经过反复的工艺摸索和大量的空间可靠性试验,最终才完全攻克这项关键技术难题。

高精尖“配角”有望测雾霾

碳卫星上除了搭载二氧化碳探测仪,还有另一件“利器”——多谱段云与气溶胶探测仪。这台探测仪可以测量云、大气颗粒物等辅助信息,为科学家精确反向推演二氧化碳浓度剔除干扰因素。多谱段云与气溶胶探测仪虽然不是“主角”,但可能会带来许多意想不到的收获。

据介绍,在碳卫星立项论证时,多谱段云与气溶胶探测仪只规划了四个光谱通道,但随着地面应用系统的不断论证,希望仪器能够增加探测通道。增加探测通道后,利用偏振信号对气溶胶敏感而对地表不敏感的特点,可以提取气溶胶光学厚度,然后利用提取的气溶胶信息和标量信号对地表敏感的特点,经过大气订正,得到地表反射率,从而实现对气溶胶和地表反射率的同时反演。这样不仅可以获取到全球尺度气溶胶数据,还可以帮助气象学家提高天气预报的准确性,并为研究PM2.5等大气污染成因提供重要数据支撑。

研究人员表示,具体如何监测雾霾,要等碳卫星传送回第一份数据后再作分析判断。

除了这些载荷发挥作用外,碳卫星最终要实现全球观测,还需要卫星平台实现灵活的观测模式。

二氧化碳探测仪与卫星平台配合,通过主平面天底和耀斑两种主要观测模式,才能对全球陆地和海面路径上二氧化碳的吸收光谱进行精确测量。为保证在轨获取光谱数据的精度,载荷需要在轨进行对日、对月定标,这也需要卫星平台频繁调整姿态、翩翩起舞。

(本报酒泉1222日专电)

 


参考消息 2016 12 24

地球大气中首次检测到氨

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


参考消息 2016 12 25

过去十年气温不升反降

南极半岛未现全球变暖效应

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


参考消息 2016 12 25

撒哈拉沙漠 37 年来首降雪

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 12 25

2016年,不能忘却的科技突破

本报记者刘 霞 综合外电

地球(2016 年 12 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

南极上空臭氧层空洞正在愈合

 

科技突破总能给人带来安慰和希望:有些能带来大的惊喜;有些则成为生活中的小确幸,让人们对更美好的明天充满希望。岁末,美国《大众科学》网站梳理出了2016年让人难以忘却的多项科技突破。

南极上空臭氧层空洞正在愈合

臭氧层能阻挡过多的紫外线进入地球,但受人类活动的影响,臭氧层开始出现破洞,对人类危害极大。今年7月中旬,麻省理工学院大气化学及气候科学教授苏珊·所罗门领导的研究团队在《科学》杂志刊文指出,由于限制氯氟烃(CFC)气体的使用以及天气模式不断变化,多个证据显示,南极上空的臭氧层空洞正在愈合。他们认为,实际上空洞已经缩小了400万平方千米以上;同时洞的深度也开始变浅。

尽管氯氟烃产品在20世纪90年代已全部停产,但使用寿命有50年到100年。因此,上世纪70年代和80年代产生的氯分子至今存留在大气中。所以,科学家们估计,臭氧层要到2050年至2060年左右才会完全修复。

美儿童可因气候变暖起诉政府

由于全球变暖的形势日益恶化,我们的下一代可能要忍受冰川不断融化、农田日益干涸、野火频发以及更严重暴风雨的侵袭。为此,美国21名年龄在9岁到20岁的年轻原告起诉奥巴马总统、化石燃料行业和其它联邦政府机构,指控他们因拒绝对全球气候变化采取行动而侵犯了原告的宪法权利。

美国政府和美国石油组织都要求法庭驳回诉讼,但俄勒冈联邦地区法院法官安·艾肯声称,人为因素导致气候变化是无可争议的事实,气候变化会威胁到原告生命与自由的基本宪法权利,因此,赋予了这些人状告政府的权利。

美宣布建首个国家海洋保护区

今年915日,美国总统奥巴马宣布,将建立美国第一个位于大西洋的国家海洋保护区,保护美国东北部新英格兰地区沿海近1.3万平方公里的水下深谷与山脉的生态系统。白宫发表声明称,东北部水下深谷与海底山海洋国家保护区总面积1.27万平方公里,包括3个比美国科罗拉多大峡谷还要深的水下深谷与4座海底山,里面生活着海龟及濒危抹香鲸、长须鲸、鳁鲸等保护物种。保护区建立后,将禁止商业捕捞、采矿和钻探,不过将为红蟹和龙虾捕捞业提供七年宽限期。

 


新民晚报 2016 12 25

2016上海科创,投向未来的十道目光(节选)

本报记者 马亚宁 董纯蕾

有一种东西,看不见摸不着,却升级着我们的生活,那就是科技。

有一种思维,说不清道不明,却改变着我们的世界,那就是创新。

2016年是上海建设具有全球影响力的科技创新中心进程中的关键“发力年”:夯实科创中心“地基”,搭建“四梁八柱”,扩容科创中心“动力源”,“全面开花”一批研发与转化功能型平台,“高度激活”遍布全市的创新园区……

回眸2016,每一份令人欣喜的科创“成绩单”背后,都凝聚着上海科创人望向未来的深邃目光。

远眺瞄准重点科技前沿布局

上海科技创新登高望远,在深渊探索方面,无人潜水器备战万米级海试,在前期开展4000米级和7000米级海试相关实验的基础上,121日起航至马里亚纳海沟进行11000米级海试工作。

 

 

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