工农业生产、化石燃料燃烧、机动车尾气排放等人类活动产生的过量温室气体加剧了全球气候变暖，研究和发展适用于不同空间、时间尺度的温室气体精确、快速、动态检测技术是环境气候研究的基础和前提。基于光谱学原理的气体检测技术，具有非接触、快响应、高灵敏、大范围监测等优点，是目前温室气体监测技术的主流研究方向。针对当前温室气体点源、面源、区域、全球等尺度下的监测需求，综合利用多种形式的光谱学测量手段，开展地面探测、地基探测、机载探测和星载探测四种典型光学观测，获取温室气体空间分布、季节变化和年变化的特征和趋势，这对理解区域碳排放、掌握源汇信息、研究环境气候变化规律等具有重要意义。  

2021年8月，联合国政府间气候变迁专门委员会（IPCC）公布了第六次气候变迁评估报告（IPCC-AR6），指出工业革命后，过多的温室气体排放已对地球环境造成了严重危害。报告显示，由于温室效应的影响，与工业化前的气温记录相比，目前全球平均升温估计为1.1℃，在未来20年内，全球升温或将超过1.5℃。全球升温1.5℃时，热浪将增加，暖季将延长，而冷季将缩短，进而对自然生态系统产生严重影响，如异常气候频发、海平面升高、冰川退缩、冻土融化、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸等等。