安光所研制的星载高精度主要温室气体成像仪获取首批星上数据
时间：2026-10-08 作者：李志伟
9月20日12时03分，用于二氧化碳和甲烷联合高精度点源探测的专用卫星—浦江四号成功发射，该卫星平台为适配温室气体点源探测任务设计，唯一搭载的有效载荷为星载高精度主要温室气体成像仪（HMI），由中国科学院合肥物质科学研究院安光所熊伟研究员团队研制。9月27日，载荷正式启动成像并完成首批星上探测数据下传。近日，经研制团队初步分析，载荷功能正常，数据质量达到预期指标。
星载高精度主要温室气体成像仪的主要任务是获取成像区域内高光谱分辨、高空间分辨的温室气体观测数据，反演大气二氧化碳、甲烷柱浓度信息，为全球油气田、煤矿、燃煤电厂、垃圾填埋场等重点排放源的温室气体定量监测提供卫星遥感数据支撑。
与团队前期研制的同类载荷相比，HMI创新性地采用了空间成像与光谱干涉结合的信息调制技术，在520千米轨道可同步获取穿轨方向30千米、空间分辨率优于400米、光谱分辨率优于0.125纳米的超光谱数据。卫星采用在轨智能自主多点观测任务规划，结合大角度机动侧摆、高精度多倍率推扫补偿，可实现全球点源高时效、大幅宽、高光谱分辨和高空间分辨探测。
目前，载荷研制团队已完成首批数据产品测试性处理，载荷功能、性能指标经初步评估全部满足设计要求。图2展现了首批数据中获取的哈萨克斯坦境内博加特尔露天矿井推扫区域的覆盖及平均光谱强度图；图3为经数据处理后获取的二氧化碳通道和甲烷通道光谱数据立方体；图4为利用甲烷通道光谱反演的甲烷排放柱浓度增量，初步估算该矿井甲烷排放速率约27.52±1.70吨／小时。
后续，安光所团队将按照卫星任务安排持续开展载荷在轨测试、定标和真实性检验等工作，并发布面向国内科研单位的数据联合应用实施方案。期待今后能与广大科研工作者携手，共同开展温室气体定量反演、排放溯源与源汇分析等工作，助力我国“双碳”目标实现与全球气候变化等科学研究。
图1 星载高精度主要温室气体成像仪（HMI）
图2 HMI对博加特尔露天矿井推扫成像图（甲烷通道）
图3 HMI获取的博加特尔露天矿井区域光谱数据立方体
图4 博加特尔露天矿井甲烷排放烟羽图（扣除局地本底后的柱浓度增量）