地球大气环境的侦察兵——嗅碳卫星

    2016年12月22日3时22分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功将“全球二氧化碳监测科学实验卫星”（简称“嗅碳卫星”）发射升空。这是继日本“呼吸”号卫星、美国“轨道碳观测者”2号（OCO-2）卫星之后，全球第三颗嗅碳卫星。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全球、中国及其他重点地区大气二氧化碳浓度进行监测的能力。为什么要发射嗅碳卫星？嗅碳卫星如何嗅碳？我国发射的这颗嗅碳卫星有哪些先进技术？

为什么要发射嗅碳卫星

    嗅碳卫星是人造地球卫星中专门测量地球二氧化碳浓度的卫星。嗅碳卫星对二氧化碳浓度的测量精度能够达到百万分之一，是人们掌握高精度二氧化碳测量数据的得力“助手”。借助卫星上携带的光谱仪等仪器，科学家们可以动态测量大气中不同来源的二氧化碳，监测海洋和森林等对二氧化碳的吸附情况。

    为何要通过卫星来追踪二氧化碳？人类目前每年因使用矿物燃料向地球大气中排放的二氧化碳超过300亿吨，生物燃料、森林火灾以及农业焚烧等行为每年共排放二氧化碳达55亿吨。过去50年来，人类活动已导致大气中的二氧化碳水平升高了近20%。科学界认为，人类活动使自然界的碳循环失衡，以二氧化碳为主的温室气体是导致全球气候变暖的主要因素。因此，全球二氧化碳排放亟须更精确的监测研究。

嗅碳卫星如何“嗅碳”

    我国研制的这颗嗅碳卫星，搭载了一台高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。这台探测仪的工作原理是，在可见光和近红外谱段，利用分子吸收谱线探测二氧化碳浓度。简单来说，就是通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。因为太阳光经过空气时，二氧化碳分子对许多精细的颜色有不同程度的吸收，嗅碳卫星通过精细测量其光谱吸收线，可以通过光学仪器对这些色彩进行非常精准的测算，从而能反向推算出二氧化碳分子数量，最终得知大气中的二氧化碳浓度。

中国的嗅碳卫星具有哪些先进技术

    尽管中国的嗅碳卫星是个只有几百千克重的小卫星，却有着许多“高精尖”技术。

    首先是有极高的灵敏度。二氧化碳浓度变化很快，但从数字上看，平均每年也只是在零点几个ppm到1个ppm之间变化，想把信号探测出来，仪器灵敏度不高的话，只能作罢。中国的嗅碳卫星上装着一个灵敏度很高的二氧化碳探测仪。几十纳米的带宽上，人眼看是一个颜色，而通过二氧化碳探测仪的2000多个通道，可以将这些微小差异的颜色区分开来，可以发现1～4个ppm二氧化碳浓度的变化，这不亚于美国OCO-2的水平。它是嗅碳卫星搭载的主载荷，可通过获取高精度的大气吸收光谱，应用反演算法计算出二氧化碳的浓度。

    其次是有复杂的反演验证系统。反演验证系统是获取卫星数据后通过模型反算出二氧化碳浓度，这也是技术难点。以往气象卫星所涉及到的反演问题，大多集中在红外和微波谱段，而嗅碳卫星所涉及到的是可见光和近红外谱段的反演问题，机理不同，难度加大。我国集中国内优势力量联合攻关，终于成功填补了国内有关技术空白。

    再就是有稳定的舞步。嗅碳卫星只有一只“眼睛”，它需要不停转换角度来完成对不同方向的观测。所以卫星要不断地调整姿态，就像跳优美的华尔兹。这种没完没了、灵活多变的观测模式是卫星领域科学家最忌讳的――毕竟是在太空，没有任何着力点，要是翻过去翻不回来了怎么办？为了特定的科学目标，我国科学家解决了嗅碳卫星在天上不断“做动作”的难题。

成功的秘诀

    古往今来，成功始终是一个绕不开的话题，采撷成功的花朵，是芸芸众生共同的追求。那么成功的秘诀是什么呢？有人认为，成功要有鸿鹄之志；有人认为，成功要得到命运的垂青……其实，自信是成功的第一秘诀。

    自信是对前途充满必胜的信念。坚信“有志者，事竟成”的项羽，做出了破釜沉舟的壮举，孤军突进，一举击溃秦军主力，创下“百二秦关终属楚”的军事神话。坚信“天生我材必有用”的李白，仕途失意后，用全部才情打造了一个浪漫瑰丽的诗歌世界，流芳百世，光耀千秋。坚信不走寻常路才有光明前途的李娜，义无反顾地踏上了职业化的道路，一路走来，先后在法网和澳网封后，彻底打破了欧美选手对四大满贯赛事的统治局面，成为亚洲网坛一姐。坚信付出终有回报的阿宝、“大衣哥”、“草帽姐”勇敢地登上了央视舞台，借助星光大道这一平台，成为家喻户晓的草根明星。必胜的信念为人插上了飞向成功之巅的翅膀。

    自信是对目标执着的追求。水滴石穿，绳锯木断，当一个人执着于一个目标，并脚踏实地不懈奋斗，他一定会收获辉煌的成功，至少会书写一段无悔的人生。正如居里夫人曾对友人所说的那样，“我们必须要有恒心……无论代价有多大，这种事情必须做到”。为了改变新中国的贫油面貌，李四光风餐露宿，披荆斩棘，足踏千山，脚涉万水，风尘苦旅30载，相继发现大庆油田、胜利油田、华北油田等多处油田，并成功预见了今天正在开发的xq大油田，成为共和国杰出的地质学家。为了解决亿万生命的吃饭问题，袁隆平废寝忘食、潜心钻研，以稻田为家园，视秧苗为亲人，白首不坠青云之志，浮华难动济世之心，为中国和世界粮食生产做出不可磨灭的贡献，被誉为“杂交水稻之父”。为了弘扬雷锋精神，建设和谐中国，郭明义几十年如一日，爱岗敬业，对工作一丝不苟；无私奉献，为他人雪中送炭。在他的感召下，雷锋精神在大江南北薪尽火传，而他也成了人们心中一座巍然的丰碑。所以，若想成功就得坚韧执着，就要忠于自己的梦想。

    历史上无数成功的事例和经验证明了自信之于成功的重要，然而，盲目的自信是自负，要不得。前秦苻坚，过于自信，刚愎自用，导致80万大军在淝水之战中惨败，他自己也身中流箭，仓皇逃回北方。骄傲自满，毫无自知之明，怎能不吞下失败的苦果？真正的自信，应当建立在对自己、对他人、对时势清醒认识的基础之上。

    青年朋友，愿你选定目标，坚定信念，锲而不舍地去奋斗，早日踏上成功之路。

冬眠的奥秘

张劲硕

    ①严寒的冬天，我们总是向往着在被窝里长眠一冬——能像狗熊和青蛙那样冬眠就好了。然而我们大都不知道：那些冬眠的动物们，掌握着我们人类尚不知晓的惊天奥秘。

    ②冬眠是动物应对恶劣环境的一种策略，科学上叫“蛰伏”。有人会问，冬天里睡得多、睡得久，不就是冬眠吗？它们还真不是一回事儿，只是二者的区别不太容易看出来。拿鱼来说，有几类鱼是会冬眠的，包括我们熟悉的鲤鱼、乌鳢，还有海里的鳗鲡。每当冬天来临，它们就把自己调到冬眠档：不吃、不喝、不游动。这看似与正常档的睡觉并无二致，但请注意它们的鳃！鱼类靠鳃呼吸，平时就算身体静止不动，鳃也会轻轻开合扇动。而进入冬眠的鱼，鳃也几乎不动，完全处于麻痹状态。除了呼吸，冬眠动物的体温、心跳等生命指征也都降到极低的水平，新陈代谢速率变得非常缓慢，与休克和死亡标准只差那么一点点——这就是冬眠与睡觉的本质区别。

    ③冬眠的意义在于，尽量减少身体内外的生命活动，将能量消耗降到最低，以挨过环境严酷的时间段。动物冬眠时，能把生命的时钟调得极慢。比如生活在北美洲的普通箱龟，冬眠时心脏5—10分钟才跳1次，实在让人惊叹。更夸张的是，它们几乎完全不呼吸，只靠皮肤吸入少许氧气！

    ④科学家还发现，冬眠不是“习惯养成”的问题，而是遗传基因决定的“天赋”。这种“天赋”还与寿命的长短有联系。一般来讲，哺乳动物的寿命与体型相关，体型小的新陈代谢快，寿命短；体型大的新陈代谢慢，寿命长。比如大象就活80年，兔子七八岁就算高寿。而蝙蝠打破了这个规律——冬眠的菊头蝠和同体型的、不冬眠的老鼠相比，前者可以活到30多岁，后者却只有3，4岁。如果在同一物种中比较，如蝙蝠或者棕熊，依然是冬眠的寿命要长很多。

    ⑤冬眠是当下的热门研究领域。如果人类能像动物们一样冬眠，收获的就绝不仅仅是睡大觉的幸福感，也许还能长生不老。虽然对蝙蝠和棕熊等冬眠动物的研究能确定冬眠基因与长寿有关。但这些动物毕竟与我们人类相差太远。不过，在2004年，有个轰动科学界的发现：居然有一种猴子能冬眠！而人类跟猴子同属灵长类动物，基因相似性很高。如果猴子能冬眠，这意味着我们人类也有可能做到。到那时，我们的寿命说不定可以达到800岁！

（选自《博物》总第146期，有删减）

让讲规矩成为新常态

    ①钱穆先生写过一篇《做人的规矩》，说：“诸位将来离开学校踏入社会，谋到了一项职业，做甚么应该像甚么，应该各有各的规矩，各有各的模范。人有人的样子，也便是有规矩了，这是人生最高的艺术。”诚哉斯言！无论是个人、家庭，还是政府，讲规矩确实是人生的最高艺术。

    ②一个人应该讲规矩。一个讲规矩的人，为人处事才会有礼有节，不卑不亢，有君子的气度，有“人的样子”。这样的人，有操守，识分寸，知进退，懂轻重，是一个靠谱的人，一个明白人，一个令人敬重和信任的人。现代社会是一个更加注重契约精神的社会，对个体的规矩意识有着更高的要求，如果不讲规矩，不但有损人品，有亏德行，而且寸步难行，注定一事无成。

    ③一个家庭应该讲规矩。家庭是社会的最基本单元，家庭的规矩串联起来，影响着社会风气，影响着全民的公德素养，影响着国家文化。不难发现，很多民间规矩与社会主义核心价值观的要求是一脉相承的，体现了文明、和谐、诚信、友善等美好理念。我们的家庭不但应该践行规矩，保持对规矩的敬畏和重视，让规矩在家庭教育管理中发挥积极的作用，而且应该承担主要的传承责任，通过言传身教把有价值的规矩一代一代地传下去。

    ④一个政府也应该立好规矩，维护规矩。“依法治国”贯穿习近平总书记的治国理政思路，“法”即规矩。在中国现代化的进程中，先立规矩后办事应是各级政府和管理部门依法行政、科学决策的重要原则，也是社会和谐、有序的基础。自古以来凡制定良法者，必定要考虑到它的可操作性和实施效果，故需谨慎研判，反复论证。今天我们的政府在立规矩这件事上理应有更严谨的态度，更专业的精神，令规矩有前瞻性、现实性。

    ⑤政府和政府官员须带头守规矩。手握公权力的人，坚决按规矩办事，不仅体现了一种品德和修养，更表现了一种政治上的清明与成熟。须知规矩是紧箍咒，更是护身符。朱元璋曾问群臣：“天下何人最快活？”有言位居显赫者最快活，有言金榜题名者最快活，有言富甲一方者最快活……朱元璋均不满意。唯有大臣万钢答道：“天下守法度者最快活。”朱元璋大悦。法度就好比我们的规矩，守规矩者，不越法纪“雷池”，绝无“暗室亏心之忧”，自然能坦坦荡荡，光明磊落。

    ⑥清代画家沈宗骞有一句名言：“以古人之规矩，开自己之生面。”时代飞速发展，社会日新月异，我们不但要懂规矩，守规矩，还要创建与时俱进的新规矩，让讲规矩成为中国的新常态。