NASA太空任务可精确在地球上寻找与分析二氧化碳排放源

　　在最近发表在《遥感前沿》杂志上的研究中，研究人员利用美国宇航局轨道碳观测站（OCO）2号和3号任务的天基测量，对欧洲最大的单一排放者--波兰Belchatów发电厂在数百英里以下排放的二氧化碳进行量化。通过分析2017年至2022年期间几颗卫星飞越该电厂的排放烟羽，他们检测到二氧化碳水平的变化与发电量的每小时波动一致。甚至临时和永久的机组关闭（维修或退役）减少了工厂的整体排放，该团队也能够检测和区分这一点。
　　在这张从国际空间站拍摄的包括波兰在内的欧洲图像中，灯光照亮了夜空。在轨道实验室上的是美国宇航局的OCO-3，一个可用于跟踪当地规模的二氧化碳排放变化的仪器。资料来源：美国国家航空航天局
　　这幅图显示了美国宇航局的OCO-2卫星，于2014年发射。当它在地球上运行时，该航天器在从地区到大陆的范围内绘制自然和人为的二氧化碳排放图。光分析光谱仪被调整以探测气体的明显特征。资料来源：NASA/JPL-Caltech
　　科学家们说，这些发现表明，基于空间的观测可以用来跟踪地方规模的二氧化碳排放变化。
　　美国宇航局的OCO-2卫星于2014年发射，在从地区到大陆的范围内绘制自然和人类（人为）的二氧化碳排放图。该仪器通过测量从地球表面反射的太阳光和从地面到卫星的空气柱中被二氧化碳吸收的强度，间接地对气体进行采样。OCO-2的光谱仪被调整为探测二氧化碳气体的特定特征。
　　该任务的备用部件被用来创建OCO-3，这个仪器自2019年以来一直在国际空间站上飞行。OCO-3被设计为具有测绘模式，当空间站经过一个地区时，可以进行多次扫射观测，使研究人员能够从一个城市规模的感兴趣的地区创建详细的迷你地图。
　　这幅插图显示美国宇航局的OCO-3安装在国际空间站的底部。该仪器于2019年发射，最初的设计并不是为了检测单个设施的二氧化碳排放，但科学家们表示，它将在未来被用于更多的点源研究。资料来源：NASA/JPL-Caltech
　　OCO仪器最初都不是专门设计来检测来自个别设施（如Belchatów）的排放，所以新的发现是一个＂惊喜＂，南加州NASA喷气推进实验室OCO-3任务的项目科学家Abhishek Chatterjee表示，＂作为一个团体，我们正在完善工具和技术，以便能够从数据中提取比我们最初计划的更多信息。我们正在学习，我们实际上可以比我们以前的预期了解更多关于人为排放的信息。＂
　　追踪未来的碳
　　发电厂和炼油厂等大型设施的排放约占全球化石燃料二氧化碳排放的一半。Belchatów发电站自1988年开始运行，是世界上最大的褐煤发电站，据报道其容量为5102兆瓦。褐煤（褐煤）通常比无烟煤（硬煤）每兆瓦的排放量高，为此波兰政府已经起草了在2036年底前关闭该电厂的计划。
　　加拿大环境与气候变化部高级研究员、该研究的主要作者Ray Nassar指出，大多数二氧化碳排放报告是根据估计值或在地表收集的数据创建的。研究人员对购买和使用的化石燃料的质量进行核算，然后计算出预期的排放量，他们一般不对大气中的二氧化碳进行实际测量。
　　Nassar说：＂关于排放发生的确切时间和地点的更精细的细节往往无法获得。提供更详细的二氧化碳排放情况可以帮助跟踪减排政策的有效性。我们用OCO-2和OCO-3的方法可以应用于更多的发电厂，或者针对城市或国家的二氧化碳排放进行修改。＂
　　由于OCO-3的绘图模式观测，NASA的数据可以在未来更广泛地用于量化二氧化碳点源排放。美国宇航局最近宣布，任务运行将在空间站上再延长几年，该仪器将与空间站上的另一个温室气体观测器--地球表面矿物粉尘源调查（EMIT）一起运行。
　　Chatterjee说：＂想到我们将用OCO-3再获得五到六年的运行时间，这真的很令人兴奋。我们看到，在正确的时间和正确的规模上进行测量是至关重要的。＂他补充说，OCO-3可以作为下一代卫星任务的＂探路者＂。