美国宇航局太空任务盘点各国二氧化碳排放量

NASA 地球观测卫星已帮助研究人员追踪全球 100 多个国家的二氧化碳排放量。该试点项目提供了一个强有力的新视角，让我们了解这些国家排放的二氧化碳，以及这些国家境内的森林和其他碳吸收“汇”从大气中清除了多少二氧化碳。这些发现表明，随着各国努力实现气候目标，天基工具如何支持对地球的洞察。

这项由 60 多名研究人员进行的国际研究使用了 NASA 的轨道碳观测站 2 (OCO-2) 任务以及地面观测网络进行的测量，以量化大气中二氧化碳浓度的增加和减少2015 年至 2020 年。使用这种基于测量（或“自上而下”）的方法，研究人员随后能够推断出排放和清除的二氧化碳量的平衡。

尽管 OCO-2 任务并非专门用于估算个别国家的排放量，但 100 多个国家的调查结果来得正是时候。第一次全球盘点——根据 2015 年《巴黎协定》的规定，评估世界在限制全球变暖方面取得的集体进展的过程——将于 2023 年进行。

该动画显示了 100 多个国家从 2015 年到 2020 年每年的化石燃料排放量。与排放量较低的国家相比，排放量较高的国家，包括美国和中国（此处以深红色显示）似乎从页面上弹出。图片来源：NASA 的科学可视化工作室，NASA 视频

“美国宇航局专注于提供地球科学数据，以应对现实世界的气候挑战——比如帮助世界各国政府衡量其碳减排工作的影响，”美国宇航局华盛顿总部地球科学部主任凯伦·圣杰曼说。 . “这是美国宇航局如何以满足用户需求的方式开发和加强测量碳排放量的一个例子。”

传统的基于活动（或“自下而上”）的碳测量方法依赖于统计和估算交通和农业等所有经济部门排放的二氧化碳量。自下而上的碳清单对于评估减排工作的进展至关重要，但编制它们需要大量资源、专业知识和对相关活动范围的了解。

研究作者断言，这就是为什么通过自上而下的方法开发排放和清除数据库对于缺乏清单开发传统资源的国家尤其有用。事实上，科学家们的发现包括至少在过去 10 年未报告排放量的 50 多个国家的数据。

该研究通过跟踪化石燃料排放和生态系统（包括树木、灌木和土壤）中的总碳“储量”变化，提供了一个新视角。这些数据对于跟踪与土地覆盖变化相关的二氧化碳波动特别有用。在包括拉丁美洲、亚洲、非洲和大洋洲地区在内的全球南方，仅森林砍伐产生的排放量就占了总碳排放量的不成比例。在世界其他地区，研究结果表明，通过改善土地管理和重新造林，大气中的碳浓度有所降低。

作者说，自下而上的方法来估算生态系统的二氧化碳排放量和清除量是必不可少的。但是，当缺乏数据或特定活动（例如日志记录）的净影响不完全为人所知时，这些方法容易受到不确定性的影响。

“我们自上而下的估计提供了对这些排放量和清除量的独立估计，因此虽然它们不能取代对传统自下而上方法的详细过程理解，但我们可以检查这两种方法的一致性，”研究作者和研究人员 Philippe Ciais 说。法国气候与环境科学实验室主任。

该地图显示了 2015 年至 2020 年陆地有机质中储存的碳量的变化，称为陆地碳储量变化。改善土地管理和森林砍伐等活动（在热带地区比其他地区更为广泛）会影响这些碳储量变化。图片来源：NASA 的科学可视化工作室，NASA 视频

追踪碳

该研究提供了碳在地球陆地、海洋和大气中移动的复杂图景。

除了国家清单所列的直接人类影响外，一些热带和北方森林等未受管理的生态系统——人类在这些地方的足迹最少——可以从大气中吸收碳，从而减少潜在的全球变暖。

“国家清单旨在追踪管理政策如何影响二氧化碳的排放和清除，”该研究的作者、澳大利亚卧龙岗大学教授诺埃尔·克雷西 (Noel Cressie) 说。 “然而，大气层并不关心亚马逊森林砍伐或加拿大北极地区的野火是否排放了二氧化碳。这两个过程都会增加大气中二氧化碳的浓度并推动气候变化。因此，监测未受管理的生态系统的碳平衡并确定碳吸收的任何变化至关重要。”

展望未来，研究人员表示，他们的试点项目可以进一步完善，以了解各个国家的排放量是如何变化的。

“持续、高质量的观测对于这些自上而下的估计至关重要，”南加州美国宇航局喷气推进实验室的科学家、主要作者布伦丹·伯恩说。 “来自 OCO-2 和地表站点的持续观测将使我们能够跟踪这些排放量和清除量如何随着《巴黎协定》的实施而变化。未来的国际任务将提供全球范围内二氧化碳浓度的扩展绘图，这将使我们能够完善这些自上而下的估计，并对各国的排放量和清除量进行更精确的估计。”

OCO-2 卫星于 2014 年发射，借助三个类似相机的光谱仪绘制自然和人造二氧化碳浓度图。这些设备经过调谐以检测二氧化碳的独特光谱或光特征。他们通过气体在给定空气柱中吸收了多少反射阳光来间接测量气体。

OCO-2 项目由 JPL 管理。加州理工学院为 NASA 管理喷气推进实验室。要了解有关该任务的更多信息，请访问：https://ocov2.jpl.nasa.gov

作者：美国宇航局喷气推进实验室 Sally Younger

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