论文部分内容阅读
监测全球变暖的尖兵——遥感卫星
受到太阳辐射、地球表面地形等影响，全球变暖并不是人们所想象的简单的全球气温均匀升高，它具有时空上的不均匀性。全球变暖的影响是多方面的，会引起冰川融化、降水变化、海平面上升、极端天气增加等。而这些后果又会通过非线性反馈机制对全球变暖及人类和动物的活动产生影响。因此，在地球上，不仅是气温，而且是整个气候系统都在发生变化，包括大气成分、海洋、土地覆盖、生物等。在这基础上，国际科学联盟理事会提出了全球变化这一概念，并从1984年开展了一系列科学计划，对全球变化问题进行研究。
过去几十年来，各国发射的数百颗气象、环境、海洋和陆地卫星，在监测全球大气、环境、生态和气候变化中发挥了重要作用。它们的观测结果揭示了诸如臭氧空洞和厄尔尼诺现象的发现，大气中二氧化碳浓度变化，南北极、珠峰冰雪融化速度和气候变暧等全球变化现象。例如美国航宇局发射的地球观察系统系列卫星对于深入研究全球变化起到了重要作用。美国国家海洋大气管理局研制的地球静止轨道环境卫星已用于美国的气候监测。在2005年，GOES－12卫星成功地拍摄到最强程度的卡特里娜飓风。正在研制的下一代环境卫星GOES-R系列卫星，将携有一台先进基线成像仪，它能提供更高精度的图像，其高保真的数据输出速度，是前一代GOES卫星的25倍以上。
工业革命以来，人类活动造成全球温室气体排放量持续增加。要想真正有效地实施防止全球气候变暖的各种措施。首先就要掌握气候变暖的准确情况。这就需要测定世界各地区温室气体的浓度及其升降变化。在开展全球变暖对策研究时，把握城市、森林、海洋等地的温室气体变化状况，显得十分重要。目前观测温室气体浓度分布，主要依靠地面观测站以及从飞机上进行观测，目前地面观测设施以欧美和日本等为中心，只有约280处，地区分布很不均匀。当前，航天大国越来越依赖卫星监测大气、海洋和陆地的环境与生态变化，并希望利用卫星能够大尺度、全天时、长周期、连续监测的优点，分析研究人类生产生活活动对全球气候和环境变化的影响，并为各国定量或定性监测碳排放、污染物排放，为发展低碳经济作贡献。2009年日本成功发射的首颗“温室气体观测”卫星“呼吸”号和美国NASA发射失败的“轨道碳观测”卫星以及欧洲正在研发的“全球环境与安全监测系统”。均是应对全球气候变暖而特别研制的。
2009年1月23日，世界首颗“温室气体观测”卫星，从日本种子岛宇宙中心用H·2A火箭发射升空，它的主要使命是从太空中观测地球上二氧化碳的浓度分布。“呼吸”号卫星由日本太空探索机构和日本环境省共同开发，长2.0米、宽1.8米、高3.7米，加上左右两侧的太阳能电池板后可达13.7米。“呼吸”号上搭载有高精度的温室气体监测传感器，其监测通道多达1.85万个。“呼吸”号可从太空观测太阳发射并经地表反射的红外线，以及地表和大气自身放射的红外线，然后推算出大气中二氧化碳的浓度。 “呼吸”号还安装有特殊的传感器，可观测云层和气溶胶，这二者是造成温室气体测定误差的主要物质，因此“呼吸”号可以帮助提高温室气体观测的精确度。“呼吸”号有别于传统卫星搭载多个扫瞄仪，它只搭载一个扫瞄仪，主要是避免系统不要太复杂，引起意外故障。另外，这枚人造卫星有两个太阳电池，即使其中一个发生故障，卫星也能继续观测。这颗卫星设计寿命为5年，它将在近地点高度约667千米、远地点高度约683千米的轨遘上运行，绕地球一周约需100分钟，每3天就可以收集到全球约5.6万个观测点的最新数据(包括CO2、CH4、水汽和大气温度等)，并通过互联网免费对外公布，除了供日本的研究所应用之外，预计也将供给各国做研究分析。另外，各国公布的温室气体排量也可通过“呼吸”号卫星的数据进行检验。
美国航宇局为了研究全球变化，已经发展了系列的“Aqua”卫星。它包括已发射入轨的“水”卫星、“太阳伞”卫星、“气”卫星、“云”卫星、“卡里普索”卫星和在今年发射的“轨道碳观测”卫星和尚未发射的另一颗研究温室气体的“光荣”卫星。由于每颗卫星经过升交点的时间部是在下午，这个系列也叫做“下午”系列。
由此可见，发展监控全球变暖和温室气体排放的应用卫星，将成为国际社会应对全球变暖的战略高地。
阻止全球变暖的地球工程学
即使世界各国满怀最良好的意愿，致力于减少温室气体的排放量，但由于经济的发展。加上某些政府和特殊利益集团的抵制，温室气体的排放量在相当长的时期内。还将继续增加，从而不一定能够阻止住全球气候继续变暖的趋势。另一方面，温室气体增加是否是全球变暖的主因，还有一些不确定性。因此，越来越多的研究人员开始用新的眼光，来看待可望阻止全球气候变暖的大规模的“地球工程学”计划。
人类的应急方案
正如飞行员必须备有降落伞一样，人类也必须有应对地球变暧的应急方案。
一系列的研究报告指出，地球上二氧化碳的浓度很可能会超过650ppm，这会让地球的平均气温升高4摄氏度。因此，地球工程可能会成为一个解决问题的新途径。
英国皇家学会9月1日发表研究报告说，如果届时应对全球变暧的有效机制仍无法出台，采用旨在限制气候变化的“地球工程”方法或将成为遏制全球变暖趋势的唯一选择，尽管这一方法充满风险。
奥巴马的首席科学顾问约翰·霍尔顿也认为，在考虑气候变化应对方法时，不应该把地球工程排除在外。他在接受美联社采访时表示，气候变化的形势紧急，我们已经没有时间来挑剔应对方法了。
研究表明，只要将太阳光遮挡掉1.8％，就能抵消大气层中双倍的温室气体所产生的变嗳效应。2008年11月，来自美国各地的一批研究人员聚集在斯坦福大学，参加了一个探究如何减少太阳能量输入大气层的研讨会。建议中最简单的方法，就是模拟火山的冷却效应，对高层大气注射二氧化硫。硫磺价格低廉，释放的手段也很简便，可以通过气球释放或经过垂直的管道抽运而达到同温层。二氧化硫会形成硫酸盐颗粒，直径约为0.1微米，大得足以阻止入射的阳光，但又小得足以让红外线波长，即来自地球的热辐射重新散逸到太空中去。当然，这种喷射方法也不是毫无风险的，我们在地球大气层内所作的任何干预，部可能带来无法预测的副作用。 第二种建议是在太空布置一面反射镜，把部分太阳光集中反射到某个局部区域，就能改变局部区域的气候状况。事实上，1993年2月4日，俄罗斯科学家在“进步”号宇宙飞船上，曾成功地进行了代号为“旗帜”的人造月亮试验，首次将太阳光反射到地球背阳的一面。为研制太空反射镜提供了技术基础。 美国加利福尼亚州斯坦福大学的研究人员，提出了第三种设想，即为整个地球建筑一个“太空遮阳伞”。这一设想目前仍存在许多争议，但近来的研究表明：通过使抵达地球表面的阳光发生折射，来中和温室效应所产生的热量，还是很有希望实现的。
“太空遮阳伞”有望实现
“太空遮阳伞”听起来似乎是异想天开，但很多航天技术在几十年前。部是一些科学幻想，但至今却部成为了现实。
在美国航宇局的资助下，一个由航天员和太空科学家组成的团队，正在研究这个概念，并进行了小规模的试验。其概念很简单，但在规模上却令人叹为观止。亚利桑那大学负责生产世界上最大望远镜的航天员罗杰·安杰尔，已提出了一个较详细的方案，并确信它是切实可行的。
安杰尔的设想就是运用常规的芯片制造技术，制成直径约60厘米、厚度仅为几微米、重约1克的硅圆片。每个圆片上布满尺寸经过精确计算的细孔，能像透镜那样分散入射的光线。将对阳光形成轻微而难以觉察的遮暗作用。这些圆片将以成百万枚堆叠的形式，被压入一个金属容器内，然后借助于电磁枪(它是一种在实验室经过试验而尚未付诸实用的推进技术)发射到太空中。这些容器将由依次激活的电磁线圈以递增的速度，沿着近乎垂直的轨道向前推进，直至达到逃逸速度。其原理与推动磁浮列车相同，只不过作用力是向上的。由于其加速度实在太快，它是不可能用来发射精密仪器的，但可以将这些容器发射到太空中去。将来，它可能会比传统的火箭更廉价、更可靠。
这些容器一旦进入太空后，将会漫游到地球的与太阳之间的第一个拉格郎日点“L1”，在这个点上引力场在地球与太阳之间被抵消。从而使容器相对于两个天体可以保持稳定。正是在那里，圆片将得到释放。每个圆片均带有由内装的太阳能电池来提供动力、并可通过无线电接收机，控制其活动导向鳍。这种导向鳍如同水流中的舵一样，起着调整圆片方位和定向的作用。
安杰尔认为，这些圆片可望在各自的位置上保持50年甚至更长的时间。经过计算确定：20根高度分别为30千米的电磁枪，若日夜不停地工作，每隔5分钟发射一束圆片前后达10年，就能将足够的圆片射入太空以构成“微型卫星”，可以达到使照射在地球上的阳光减少1.8％的要求。估计整个系统的成本将控制在数万亿美元的范围内。
上述“太空遮阳伞”的控制系统的原理将建立在现有技术的基础上，关键技术则在于对设计的微调和将重量与成本降到最低限度的制造工艺。 “太空遮阳伞”的发射技术却是全新的，到目前为止，研究人员只进行了小规模的试验，例如运用电磁装置，将4.5千克的重量发射到2米的高度。
科学家用计算机进行的独立模拟表明：“太空遮阳伞”几乎能抵消预期从全球变暖中产生的温度变化，除了南北极的小片地区外。由于极地区域承受的阳光少于热带地区，所以阳光变化给南北极带来的效应是微乎其微的。这种冷却效应的地区差异，可能造成气候模式不可预测的变异。由于极地区域的遮阳效应较为微弱，它们仍会承受一定的冰层覆盖损耗，可以通过在极地区域喷射更多的颗粒来加以弥补。
不同的声音
反对采用地球工程方案来应对全球变暖的人认为，采用地球工程的方法。丝毫无助于减少大气层中的二氧化碳，仍会产生海洋酸化之类的后续效应。另外，问题的关键还在于地球工程方案的成本和可行性。
如果我们突然面临着一场气候灾难，那么，二氧化硫的颗粒法是廉价的，其工程原理也十分简单，几年内就可以付诸实施，部署起来也很省力。
“太空遮阳伞”虽然很清洁、便于控制、可望将副作用降低到最低限度，是一个很有吸引力的方案，但其成本太高，不大可能在近期付诸实施。
采用地球工程方案还有一种风险，那就是全球气候可能会被地球工程学所左右。最近，美国卡内基研究所的一份研究报告指出：如果地球生物圈适应了阳光稀少的环境和当前的二氧化碳排放量，那么，“太空遮阳伞”一旦失灵，就可能带来迅速而严重的后果，包括全球变暖的速度会比当前加快20倍。
中国的挑战和机遇
我国幅员辽阔，地形多样，并且人口众多。既有1.3亿人口生活在沿海，又有7.5亿人口生活在农村，因此我国既是全球变暖特征最显著，又是受全球变暖影响最大的国家之一。
我国科学家预计，未来20年～100年，我国气温还将继续升高，预计到2020年，我国年平均气温将可能变暖0.5摄氏度～0.7摄氏度。近50年来，我国沿海的海平面也不断上升。年均上升2.5毫米，略高于全球平均水平。发生极端天气气候事件的频率和强度也明显增高。
随着我国航天技术的发展，航天技术在应对全球变暖的行动中。已经发挥了重要的作用。目前中国有5颗在轨运行的气象卫星，中国已成为全球对地观测系统的重要成员，其气象卫星数据和产品已实现全球共享。中国正在研发观测温室气体和主要化学反应气体的卫星有效载荷，即将形成全球性、长期、定量和三维综合立体观测能力。
我国航天事业的发展，取决于需求牵引和技术推动，当然也要受到经费的制约。应对全球变暖对航天的发展提出了新的需求，不仅要求进一步研究全球变暖的原因，监测温室气体的排放量和分布，也提出了研究“太空遮阳伞”等地球工程的要求。由于在太空接收太阳能的能量要明显大于地面。太空太阳能电站的建设也必将提上日程。装配和维修这些天基设施，载人航天也大有用武之地。为此，我们有必要对此开展概念研究工作。所有这一切，部要求我国的航天技术必须进行自主创新。由此可见，全球变暖不仅给我国航天技术的发展，提出了挑战。也提供了新的机遇。
受到太阳辐射、地球表面地形等影响，全球变暖并不是人们所想象的简单的全球气温均匀升高，它具有时空上的不均匀性。全球变暖的影响是多方面的，会引起冰川融化、降水变化、海平面上升、极端天气增加等。而这些后果又会通过非线性反馈机制对全球变暖及人类和动物的活动产生影响。因此，在地球上，不仅是气温，而且是整个气候系统都在发生变化，包括大气成分、海洋、土地覆盖、生物等。在这基础上，国际科学联盟理事会提出了全球变化这一概念，并从1984年开展了一系列科学计划，对全球变化问题进行研究。
过去几十年来，各国发射的数百颗气象、环境、海洋和陆地卫星，在监测全球大气、环境、生态和气候变化中发挥了重要作用。它们的观测结果揭示了诸如臭氧空洞和厄尔尼诺现象的发现，大气中二氧化碳浓度变化，南北极、珠峰冰雪融化速度和气候变暧等全球变化现象。例如美国航宇局发射的地球观察系统系列卫星对于深入研究全球变化起到了重要作用。美国国家海洋大气管理局研制的地球静止轨道环境卫星已用于美国的气候监测。在2005年，GOES－12卫星成功地拍摄到最强程度的卡特里娜飓风。正在研制的下一代环境卫星GOES-R系列卫星，将携有一台先进基线成像仪，它能提供更高精度的图像，其高保真的数据输出速度，是前一代GOES卫星的25倍以上。
工业革命以来，人类活动造成全球温室气体排放量持续增加。要想真正有效地实施防止全球气候变暖的各种措施。首先就要掌握气候变暖的准确情况。这就需要测定世界各地区温室气体的浓度及其升降变化。在开展全球变暖对策研究时，把握城市、森林、海洋等地的温室气体变化状况，显得十分重要。目前观测温室气体浓度分布，主要依靠地面观测站以及从飞机上进行观测，目前地面观测设施以欧美和日本等为中心，只有约280处，地区分布很不均匀。当前，航天大国越来越依赖卫星监测大气、海洋和陆地的环境与生态变化，并希望利用卫星能够大尺度、全天时、长周期、连续监测的优点，分析研究人类生产生活活动对全球气候和环境变化的影响，并为各国定量或定性监测碳排放、污染物排放，为发展低碳经济作贡献。2009年日本成功发射的首颗“温室气体观测”卫星“呼吸”号和美国NASA发射失败的“轨道碳观测”卫星以及欧洲正在研发的“全球环境与安全监测系统”。均是应对全球气候变暖而特别研制的。
2009年1月23日，世界首颗“温室气体观测”卫星，从日本种子岛宇宙中心用H·2A火箭发射升空，它的主要使命是从太空中观测地球上二氧化碳的浓度分布。“呼吸”号卫星由日本太空探索机构和日本环境省共同开发，长2.0米、宽1.8米、高3.7米，加上左右两侧的太阳能电池板后可达13.7米。“呼吸”号上搭载有高精度的温室气体监测传感器，其监测通道多达1.85万个。“呼吸”号可从太空观测太阳发射并经地表反射的红外线，以及地表和大气自身放射的红外线，然后推算出大气中二氧化碳的浓度。 “呼吸”号还安装有特殊的传感器，可观测云层和气溶胶，这二者是造成温室气体测定误差的主要物质，因此“呼吸”号可以帮助提高温室气体观测的精确度。“呼吸”号有别于传统卫星搭载多个扫瞄仪，它只搭载一个扫瞄仪，主要是避免系统不要太复杂，引起意外故障。另外，这枚人造卫星有两个太阳电池，即使其中一个发生故障，卫星也能继续观测。这颗卫星设计寿命为5年，它将在近地点高度约667千米、远地点高度约683千米的轨遘上运行，绕地球一周约需100分钟，每3天就可以收集到全球约5.6万个观测点的最新数据(包括CO2、CH4、水汽和大气温度等)，并通过互联网免费对外公布，除了供日本的研究所应用之外，预计也将供给各国做研究分析。另外，各国公布的温室气体排量也可通过“呼吸”号卫星的数据进行检验。
美国航宇局为了研究全球变化，已经发展了系列的“Aqua”卫星。它包括已发射入轨的“水”卫星、“太阳伞”卫星、“气”卫星、“云”卫星、“卡里普索”卫星和在今年发射的“轨道碳观测”卫星和尚未发射的另一颗研究温室气体的“光荣”卫星。由于每颗卫星经过升交点的时间部是在下午，这个系列也叫做“下午”系列。
由此可见，发展监控全球变暖和温室气体排放的应用卫星，将成为国际社会应对全球变暖的战略高地。
阻止全球变暖的地球工程学
即使世界各国满怀最良好的意愿，致力于减少温室气体的排放量，但由于经济的发展。加上某些政府和特殊利益集团的抵制，温室气体的排放量在相当长的时期内。还将继续增加，从而不一定能够阻止住全球气候继续变暖的趋势。另一方面，温室气体增加是否是全球变暖的主因，还有一些不确定性。因此，越来越多的研究人员开始用新的眼光，来看待可望阻止全球气候变暖的大规模的“地球工程学”计划。
人类的应急方案
正如飞行员必须备有降落伞一样，人类也必须有应对地球变暧的应急方案。
一系列的研究报告指出，地球上二氧化碳的浓度很可能会超过650ppm，这会让地球的平均气温升高4摄氏度。因此，地球工程可能会成为一个解决问题的新途径。
英国皇家学会9月1日发表研究报告说，如果届时应对全球变暧的有效机制仍无法出台，采用旨在限制气候变化的“地球工程”方法或将成为遏制全球变暖趋势的唯一选择，尽管这一方法充满风险。
奥巴马的首席科学顾问约翰·霍尔顿也认为，在考虑气候变化应对方法时，不应该把地球工程排除在外。他在接受美联社采访时表示，气候变化的形势紧急，我们已经没有时间来挑剔应对方法了。
研究表明，只要将太阳光遮挡掉1.8％，就能抵消大气层中双倍的温室气体所产生的变嗳效应。2008年11月，来自美国各地的一批研究人员聚集在斯坦福大学，参加了一个探究如何减少太阳能量输入大气层的研讨会。建议中最简单的方法，就是模拟火山的冷却效应，对高层大气注射二氧化硫。硫磺价格低廉，释放的手段也很简便，可以通过气球释放或经过垂直的管道抽运而达到同温层。二氧化硫会形成硫酸盐颗粒，直径约为0.1微米，大得足以阻止入射的阳光，但又小得足以让红外线波长，即来自地球的热辐射重新散逸到太空中去。当然，这种喷射方法也不是毫无风险的，我们在地球大气层内所作的任何干预，部可能带来无法预测的副作用。 第二种建议是在太空布置一面反射镜，把部分太阳光集中反射到某个局部区域，就能改变局部区域的气候状况。事实上，1993年2月4日，俄罗斯科学家在“进步”号宇宙飞船上，曾成功地进行了代号为“旗帜”的人造月亮试验，首次将太阳光反射到地球背阳的一面。为研制太空反射镜提供了技术基础。 美国加利福尼亚州斯坦福大学的研究人员，提出了第三种设想，即为整个地球建筑一个“太空遮阳伞”。这一设想目前仍存在许多争议，但近来的研究表明：通过使抵达地球表面的阳光发生折射，来中和温室效应所产生的热量，还是很有希望实现的。
“太空遮阳伞”有望实现
“太空遮阳伞”听起来似乎是异想天开，但很多航天技术在几十年前。部是一些科学幻想，但至今却部成为了现实。
在美国航宇局的资助下，一个由航天员和太空科学家组成的团队，正在研究这个概念，并进行了小规模的试验。其概念很简单，但在规模上却令人叹为观止。亚利桑那大学负责生产世界上最大望远镜的航天员罗杰·安杰尔，已提出了一个较详细的方案，并确信它是切实可行的。
安杰尔的设想就是运用常规的芯片制造技术，制成直径约60厘米、厚度仅为几微米、重约1克的硅圆片。每个圆片上布满尺寸经过精确计算的细孔，能像透镜那样分散入射的光线。将对阳光形成轻微而难以觉察的遮暗作用。这些圆片将以成百万枚堆叠的形式，被压入一个金属容器内，然后借助于电磁枪(它是一种在实验室经过试验而尚未付诸实用的推进技术)发射到太空中。这些容器将由依次激活的电磁线圈以递增的速度，沿着近乎垂直的轨道向前推进，直至达到逃逸速度。其原理与推动磁浮列车相同，只不过作用力是向上的。由于其加速度实在太快，它是不可能用来发射精密仪器的，但可以将这些容器发射到太空中去。将来，它可能会比传统的火箭更廉价、更可靠。
这些容器一旦进入太空后，将会漫游到地球的与太阳之间的第一个拉格郎日点“L1”，在这个点上引力场在地球与太阳之间被抵消。从而使容器相对于两个天体可以保持稳定。正是在那里，圆片将得到释放。每个圆片均带有由内装的太阳能电池来提供动力、并可通过无线电接收机，控制其活动导向鳍。这种导向鳍如同水流中的舵一样，起着调整圆片方位和定向的作用。
安杰尔认为，这些圆片可望在各自的位置上保持50年甚至更长的时间。经过计算确定：20根高度分别为30千米的电磁枪，若日夜不停地工作，每隔5分钟发射一束圆片前后达10年，就能将足够的圆片射入太空以构成“微型卫星”，可以达到使照射在地球上的阳光减少1.8％的要求。估计整个系统的成本将控制在数万亿美元的范围内。
上述“太空遮阳伞”的控制系统的原理将建立在现有技术的基础上，关键技术则在于对设计的微调和将重量与成本降到最低限度的制造工艺。 “太空遮阳伞”的发射技术却是全新的，到目前为止，研究人员只进行了小规模的试验，例如运用电磁装置，将4.5千克的重量发射到2米的高度。
科学家用计算机进行的独立模拟表明：“太空遮阳伞”几乎能抵消预期从全球变暖中产生的温度变化，除了南北极的小片地区外。由于极地区域承受的阳光少于热带地区，所以阳光变化给南北极带来的效应是微乎其微的。这种冷却效应的地区差异，可能造成气候模式不可预测的变异。由于极地区域的遮阳效应较为微弱，它们仍会承受一定的冰层覆盖损耗，可以通过在极地区域喷射更多的颗粒来加以弥补。
不同的声音
反对采用地球工程方案来应对全球变暖的人认为，采用地球工程的方法。丝毫无助于减少大气层中的二氧化碳，仍会产生海洋酸化之类的后续效应。另外，问题的关键还在于地球工程方案的成本和可行性。
如果我们突然面临着一场气候灾难，那么，二氧化硫的颗粒法是廉价的，其工程原理也十分简单，几年内就可以付诸实施，部署起来也很省力。
“太空遮阳伞”虽然很清洁、便于控制、可望将副作用降低到最低限度，是一个很有吸引力的方案，但其成本太高，不大可能在近期付诸实施。
采用地球工程方案还有一种风险，那就是全球气候可能会被地球工程学所左右。最近，美国卡内基研究所的一份研究报告指出：如果地球生物圈适应了阳光稀少的环境和当前的二氧化碳排放量，那么，“太空遮阳伞”一旦失灵，就可能带来迅速而严重的后果，包括全球变暖的速度会比当前加快20倍。
中国的挑战和机遇
我国幅员辽阔，地形多样，并且人口众多。既有1.3亿人口生活在沿海，又有7.5亿人口生活在农村，因此我国既是全球变暖特征最显著，又是受全球变暖影响最大的国家之一。
我国科学家预计，未来20年～100年，我国气温还将继续升高，预计到2020年，我国年平均气温将可能变暖0.5摄氏度～0.7摄氏度。近50年来，我国沿海的海平面也不断上升。年均上升2.5毫米，略高于全球平均水平。发生极端天气气候事件的频率和强度也明显增高。
随着我国航天技术的发展，航天技术在应对全球变暖的行动中。已经发挥了重要的作用。目前中国有5颗在轨运行的气象卫星，中国已成为全球对地观测系统的重要成员，其气象卫星数据和产品已实现全球共享。中国正在研发观测温室气体和主要化学反应气体的卫星有效载荷，即将形成全球性、长期、定量和三维综合立体观测能力。
我国航天事业的发展，取决于需求牵引和技术推动，当然也要受到经费的制约。应对全球变暖对航天的发展提出了新的需求，不仅要求进一步研究全球变暖的原因，监测温室气体的排放量和分布，也提出了研究“太空遮阳伞”等地球工程的要求。由于在太空接收太阳能的能量要明显大于地面。太空太阳能电站的建设也必将提上日程。装配和维修这些天基设施，载人航天也大有用武之地。为此，我们有必要对此开展概念研究工作。所有这一切，部要求我国的航天技术必须进行自主创新。由此可见，全球变暖不仅给我国航天技术的发展，提出了挑战。也提供了新的机遇。