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摘要
甲烷(CH4)是辐射强迫仅次于二氧化碳(CO2)的重要温室气体，减少CH4排放是控制全球增温，实现碳中和目标的必要手段。面对碳中和战略需求，快速定位排放源并定量监测CH4排放量，准确估算全球和区域CH4源汇分布，对减排措施的制定、实施和评价均具有重要的现实意义。此外，结合长期CH4观测数据和气候系统模型探索大气CH4浓度变化规律，是预测和积极应对气候变化的前提。IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019修订版正式提出了利用“自上而下”方法计算通量、核验排放清单的方法，表明获取全球范围内的高精度高时空分辨率CH4观测数据势在必行。为了实现碳中和目标，本文首先从大气CH4研究需解决的几个关键科学问题入手，分析了CH4的星载探测需求，总结了CH4星载探测的现状和发展趋势，并简要介绍了中国第二代碳卫星的设计思路。同时，星载CH4探测还依赖于高精度的反演算法提供可靠的数据产品，以实现监测和实际应用的目的。因此，本文进一步阐述了卫星遥感CH4反演算法及相应数据产品在排放量监测和通量反演中的应用，论述了提升反演算法计算效率和精度，开发甲烷烟羽快速识别算法和建立通量反演算法的必要性。最后，本文从探测、数据获取和应用的角度进行总结，表明了CH4卫星观测在碳中和目标实践中的科学应用潜能。
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