由英國東安格利亞大學(xué)（UEA）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在檢測(cè)化石燃料二氧化
碳排放量方面取得重要突破。相關(guān)研究4月22日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。
利用韋伯恩大氣基線觀測(cè)站對(duì)大氣二氧化碳和氧氣的測(cè)量數(shù)據(jù)，研究人員量化了2020年到2021年新冠疫情期間區(qū)域化石燃料的二氧化碳排放量。
此前的研究無法高精度、實(shí)時(shí)量化區(qū)域范圍內(nèi)化石燃料二氧化碳排放量的變化。由于現(xiàn)有的大氣基線方法在很大程度上無法將化石燃料排放的二氧化碳從巨大的自然二氧化碳變率中分離出來，因此，對(duì)因疫情封鎖而帶來的二氧化碳排放變化的評(píng)估必須依賴間接數(shù)據(jù)源，并需要花費(fèi)數(shù)月或數(shù)年的時(shí)間來編寫。
該研究使用了一種新方法——大氣氧氣基線方法以分離大氣中陸地植物和化石燃料排放的二氧化碳，實(shí)現(xiàn)快速、高頻二氧化碳變率測(cè)量。
該方法還同時(shí)測(cè)量了大氣中的氧氣和二氧化碳。當(dāng)植物被用作食物，或腐爛、燃燒時(shí)，大氣中流失的氧氣與增加的二氧化碳的比率約為1.1。對(duì)于煤炭，該比率約為1.2，天然氣則為2。
UEA是英國唯一高精度大氣氧氣測(cè)量實(shí)驗(yàn)室所在地。其研究人員與荷蘭瓦格寧根大學(xué)、德國馬克斯·普朗克生物地球化學(xué)研究所的研究人員合作，利用韋伯恩大氣基線觀測(cè)站10年來每小時(shí)對(duì)大氣中氧氣和二氧化碳的高精度測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究。
他們首先使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型消除了大氣輸送對(duì)氧氣和二氧化碳數(shù)據(jù)集的影響，然后根據(jù)新冠疫情前的數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以估算如果疫情從未發(fā)生，從韋伯恩大氣基線觀測(cè)站收集到的化石燃料二氧化碳排放數(shù)據(jù)。
研究人員將上述估計(jì)值與2020年到2021年間韋伯恩大氣基線觀測(cè)站實(shí)際觀測(cè)到的化石燃料二氧化碳排放數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示二氧化碳排放量相對(duì)減少。
該研究主要作者、UEA海洋和大氣科學(xué)中心Penelope Pickers博士說，目前化石燃料二氧化碳排放量的官方報(bào)告均采用“自下而上”的方法測(cè)量，即使用將排放系數(shù)與能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法計(jì)算排放量。
“利用大氣中的氧氣和二氧化碳分離其中的化石燃料二氧化碳排放，使我們首次能夠使用‘自上而下’的方法檢測(cè)和量化這些重要信號(hào)。我們的研究結(jié)果表明，建立連續(xù)測(cè)量點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在區(qū)域?qū)用嫔咸峁┗剂隙趸寂欧帕烤哂芯薮鬂摿??！盤ickers指出，基于氧氣的方法具有成本效益，并有可能在更精細(xì)的空間尺度上（如縣、州或城市）快速提供化石燃料二氧化碳排放量估算。
“我們需要化石燃料二氧化碳排放量的可靠估算數(shù)值，以便監(jiān)測(cè)和及時(shí)制定氣候變化政策，防止全球變暖達(dá)到2℃。”Pickers說。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.abm3952
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