碳同化反演系统及高精度温室气体监测仪器研制的关键技术与应用

项目名称：碳同化反演系统及高精度温室气体监测仪器研制的关键技术与应用

项目编号：HJJS-2024-2-22

获奖等级：环境技术进步奖二等奖

完成单位：南京信息工程大学，中国环境监测总站，中科佳宇科技有限公司，安徽岑锋科技有限公司，中国科学院地理科学与资源研究所，中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心，国家海洋环境预报中心

完成人：陈报章，唐桂刚，王然，何俊峰，吕洪刚，张慧芳，陈兵，丁俊男，汪巍，吴瑞丽，王界，袁松，滕洁

项目简介

实现碳中和是我国重大战略决策。为科学评估相关行动与计划的有效性及不确定性，亟须攻克多源数据融合、自然与人为碳源贡献解析、碳同化系统维数灾难及计算效率低下等关键瓶颈。在中国科学院先导专项、科技部973计划、重点研发计划和国家自然科学基金重点项目支持下，项目团队历时近20年潜心研究，突破了碳同化反演系统构建及高精度温室气体监测仪器研制中的一系列关键技术难题。创新成果包括：

1.创新构建并优化中国碳追踪同化系统(CarbonTracker-China, CAS)： 构建了多尺度嵌套式高分辨率碳同化反演模型。

2.引领构建高效高分辨区域碳同化系统(RCAS)：显著提升了区域尺度的碳通量反演能力。

3.原创性模型研发：构建一维大气传输模型(VDS)，助力探寻“全球迷失碳汇(missing carbon)”；研发区域痕量气体追踪系统(Tracers Tracker，简称 TT)。

4.开创性集成开发中国天空地“双碳”数字孪生模拟器： 通过嵌套耦合CT-China、RCAS和DLM模型，并融合人工智能(AI)技术实现。

5.成功研制并量产高精度温室气体监测设备：基于激光频率、模式及偏振协同调控的高信噪比光腔衰荡光谱(CRDS)探测技术，攻克了高稳定光学衰荡腔匹配、高精度高稳定温压控制、多组分气体长期高精度测量等瓶颈技术，实现了高精度温室气体CRDS检测仪的国产化与量产。

项目成果：获国家发明专利11项、实用新型专利1项、软件著作权25项。相关成果发表于Nature Communications、Scientific Reports、Science Bulletin、Global Change Biology (GCB)、Remote Sensing of Environment (RSE)等顶级期刊，累计发表SCI论文200余篇，被Nature等重要期刊他引超1万次。成果成功应用于生态监测、工业碳排放和农业温室气体监测领域。碳同化反演系统及高精度温室气体监测仪器通过直接销售或集成整体方案销售，累计销售额达3000余万元。项目技术为我国实现“碳污协同”治理及温室气体排放管控提供了关键的监测核算技术与设备支撑。

原标题：环保新质生产力|碳同化反演系统及高精度温室气体监测仪器研制的关键技术与应用