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在最近發(fā)表在《遙感前沿》雜志上的研究中，研究人員利用美國宇航局軌道碳觀測站（OCO）2號和3號任務(wù)的天基測量，對歐洲最大的單一排放者–波蘭Belchatów發(fā)電廠在數(shù)百英里以下排放的二氧化碳進行量化。通過分析2017年至2022年期間幾顆衛(wèi)星飛越該電廠的排放煙羽，他們檢測到二氧化碳水平的變化與發(fā)電量的每小時波動一致。甚至臨時和永久的機組關(guān)閉（維修或退役）減少了工廠的整體排放，該團隊也能夠檢測和區(qū)分這一點。

在這張從國際空間站拍攝的包括波蘭在內(nèi)的歐洲圖像中，燈光照亮了夜空。在軌道實驗室上的是美國宇航局的OCO-3，一個可用于跟蹤當(dāng)?shù)匾?guī)模的二氧化碳排放變化的儀器。資料來源：美國國家航空航天局

這幅圖顯示了美國宇航局的OCO-2衛(wèi)星，于2014年發(fā)射。當(dāng)它在地球上運行時，該航天器在從地區(qū)到大陸的范圍內(nèi)繪制自然和人為的二氧化碳排放圖。光分析光譜儀被調(diào)整以探測氣體的明顯特征。資料來源：NASA/JPL-Caltech
科學(xué)家們說，這些發(fā)現(xiàn)表明，基于空間的觀測可以用來跟蹤地方規(guī)模的二氧化碳排放變化。
美國宇航局的OCO-2衛(wèi)星于2014年發(fā)射，在從地區(qū)到大陸的范圍內(nèi)繪制自然和人類（人為）的二氧化碳排放圖。該儀器通過測量從地球表面反射的太陽光和從地面到衛(wèi)星的空氣柱中被二氧化碳吸收的強度，間接地對氣體進行采樣。OCO-2的光譜儀被調(diào)整為探測二氧化碳氣體的特定特征。
該任務(wù)的備用部件被用來創(chuàng)建OCO-3，這個儀器自2019年以來一直在國際空間站上飛行。OCO-3被設(shè)計為具有測繪模式，當(dāng)空間站經(jīng)過一個地區(qū)時，可以進行多次掃射觀測，使研究人員能夠從一個城市規(guī)模的感興趣的地區(qū)創(chuàng)建詳細的迷你地圖。

這幅插圖顯示美國宇航局的OCO-3安裝在國際空間站的底部。該儀器于2019年發(fā)射，最初的設(shè)計并不是為了檢測單個設(shè)施的二氧化碳排放，但科學(xué)家們表示，它將在未來被用于更多的點源研究。資料來源：NASA/JPL-Caltech
OCO儀器最初都不是專門設(shè)計來檢測來自個別設(shè)施（如Belchatów）的排放，所以新的發(fā)現(xiàn)是一個”驚喜”，南加州NASA噴氣推進實驗室OCO-3任務(wù)的項目科學(xué)家Abhishek Chatterjee表示，”作為一個團體，我們正在完善工具和技術(shù) ，以便能夠從數(shù)據(jù)中提取比我們最初計劃的更多信息。我們正在學(xué)習(xí)，我們實際上可以比我們以前的預(yù)期了解更多關(guān)于人為排放的信息。”
追蹤未來的碳
發(fā)電廠和煉油廠等大型設(shè)施的排放約占全球化石燃料二氧化碳排放的一半。Belchatów發(fā)電站自1988年開始運行，是世界上最大的褐煤發(fā)電站，據(jù)報道其容量為5102兆瓦。褐煤（褐煤）通常比無煙煤（硬煤）每兆瓦的排放量高，為此波蘭政府已經(jīng)起草了在2036年底前關(guān)閉該電廠的計劃。
加拿大環(huán)境與氣候變化部高級研究員、該研究的主要作者Ray Nassar指出，大多數(shù)二氧化碳排放報告是根據(jù)估計值或在地表收集的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。研究人員對購買和使用的化石燃料的質(zhì)量進行核算，然后計算出預(yù)期的排放量，他們一般不對大氣中的二氧化碳進行實際測量。
Nassar說：”關(guān)于排放發(fā)生的確切時間和地點的更精細的細節(jié)往往無法獲得。提供更詳細的二氧化碳排放情況可以幫助跟蹤減排政策的有效性。我們用OCO-2和OCO-3的方法可以應(yīng)用于更多的發(fā)電廠，或者針對城市或國家的二氧化碳排放進行修改。”