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溫室氣體監測網絡建設的國際現狀

2021-11-26 18:00:47

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隨著二氧化碳等溫室氣體在大氣中的濃度逐年攀升,導致全球范圍內的氣候變暖,對人類的生產和生活造成了很大影響。達成“碳達峰”、“碳中和”的“雙碳”目標是中國對國際社會的鄭重承諾,既塑造了為人類命運共同體不懈努力的負責任大國形象,更是建設生態文明、實現中華民族永續發展的重要抓手?!半p碳”戰略部署的落實,離不開對溫室氣體的科學監測和評估,構建一張精密的監測網十分必要。

碳通量可以使用“自上而下”(監測)或“自下而上”(核算)的方法進行估算,這兩種方法是相輔相成的?!白陨隙隆钡姆椒ㄍǔT噲D根據大氣觀測得到的變化模式來估計碳源和匯。相比之下,“自下而上”的方法需要調查各種本地進程并構建模型,例如將每個來源部門的化石燃料使用數據與對某種燃料類型碳含量的估計相結合??紤]到在城市生態系統中生物來源的二氧化碳和甲烷很難使用“自下而上”的方法進行量化,集成“自上而下”的方法將是有幫助的。具有高精度和長期穩定性的測量記錄對于客觀評價當地、區域和大陸尺度報告的排放量至關重要。

當前國際上的溫室氣體監測網絡按照覆蓋地域范圍分為多個級別:

1. 全球級。

a. 最高一級為世界氣象組織(WMO)的全球大氣觀測GAW)網絡,覆蓋全球各大洲,有80多個國家參與,目前共有30個全球站,400多個區域站,還有約100多個由其它參與網絡運行的站點,國際社會引用的全球溫室氣體濃度資料主要就來自GAW網絡。

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        文章鏈接:https://pure.mpg.de/rest/items/item_2271420_3/component/file_2351145/content

          b. 地球網絡Earth Networks)溫室氣體觀測網絡。該網絡計劃在美國建立50個站點,歐洲25個站點,世界其它地區25個站點。目前在美國已建幾十個站點。


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        來源鏈接:World's Largest Private Greenhouse Gas Measurement Network Powered by Picarro Analyzers | Picarro

2. 大陸級或國家級。

a. 北美碳計劃NACP)。該計劃涵蓋北美3個國家,由多個網絡組成:

 i.    美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的全球溫室氣體參考網絡GGGRN)。其中溫室氣體背景原位監測有十幾個站點。


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文章鏈接:NOAA equipment pallet for USCG C-130: three reference gas cylinders,... | Download Scientific Diagram (researchgate.net)


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    文章鏈接:amtd-6-1461-2013-print.pdf (copernicus.org)

           ii.    美國國家科學基金會(NSF)的國家生態觀測網NEON)。該網絡共有81個野外站點,包括47個陸地野外站和34個淡水水域站。

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    文章鏈接:amt-8-3867-2015.pdf (copernicus.org)

           iii.    美國宇航局(NASA)軌道碳觀測站(Orbiting Carbon Observatory)以及總碳柱觀測網絡(TCCON)。衛星觀測以及地面校正。

      b. 歐洲綜合碳觀測系統ICOS)。該網絡涵蓋歐洲13個國家,一共有38個溫室氣體監測站點。

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       文章鏈接:amt-8-3867-2015.pdf (copernicus.org)

           3. /州級。

       a. 與美國國家標準技術研究所(NIST)合作的美國東北走廊監測網絡NEC)。目前有29個觀測站點,由地球網絡公司(Earth Networks)運維,覆蓋美國東海岸北部一些大城市。

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        文章鏈接:Greenhouse gas observations from the Northeast Corridor tower network (semanticscholar.org)

b. 加州空氣資源委員會CARB)監測網絡。該溫室氣體監測網覆蓋美國加州地區,共7個站點。

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          文章鏈接:SOP261 for PICARRO 2401 CO-CO2-CH4.pdf

4. 城市級。

a. 洛杉磯特大城市Los Angeles Megacity)項目。該網絡關注美國加州洛杉磯市及周邊的溫室氣體通量情況,共有13個站點14臺分析儀。

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          文章鏈接:https://acp.copernicus.org/articles/17/8313/2017/acp-17-8313-2017.pd

                     b. 印第安納波利斯通量實驗INFLUX)。印第安納波利斯是美國印第安納州的最大城市,該網絡擁有12個監測站點。

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         文章鏈接:Tower measurement network of in-situ CO2, CH4, and CO in support of the Indianapolis FLUX (INFLUX) Experiment | Elementa:      Science of the Anthropocene | University of California Press (ucpress.edu)

c. 巴黎特大城市MegaParis)項目。涵蓋法國巴黎地區,共有5個監測站點。

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        文章鏈接:acp-18-3335-2018.pdf (copernicus.org)

5. 點源級。

a. 馬塞勒斯甲烷網絡Marcellus CH4 Network)。用于馬塞勒斯頁巖地質區的甲烷逃逸排放研究,共4個站點。

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         推文鏈接:Tower Site Info | Marcellus CH4 Network (psu.edu)

           以上介紹的是目前國際上較成規模的溫室氣體網絡,在高精度碳監測方面無一例外,要么從頂層設計和網絡部署上認定Picarro的分析儀,要么實際主要部署Picarro分析儀以滿足苛刻的監測需求。為了保證“雙碳”目標的順利實現,中國也在規劃國家級的溫室氣體監測網絡。Picarro公司作為溫室氣體監測領域的領導者,愿意分享與全球各溫室氣體監測網絡的寶貴合作經驗。我們將與合作單位攜手,確保監測數據質量與安全,進一步提高本地化服務水平,切實地對中國溫室氣體網絡建設做出貢獻,為中國的“雙碳”目標達成出一份力!


   文章來源:

   https://www.picarro.com/zh-hans/company/blog/wenshiqitijiancewangluojianshedeguojixianzhuang


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