一眼看清：哪些地方排放了更多二氧化碳？

这张从国际空间站上拍摄的照片中，欧洲大陆的灯光与夜空中的星光相映成趣。国际空间站上装有NASA的OCO-3，这是一种可用于跟踪局部范围内二氧化碳排放变化的仪器。

一项涉及欧洲最大燃煤电厂的案例研究表明，天基观测（space-based observation）可用于从源头处追踪二氧化碳的排放量和减排量。

借助两项地球观测任务，研究人员将世界第五大燃煤发电厂作为测试案例，检测并跟踪了单一设施的二氧化碳（CO₂）排放量变化。

最近发表在Frontiers in Remote Sensing期刊上的一项研究（Nassar et al., 2022）中，研究人员使用美国航空航天局（NASA）的轨道碳观测卫星（Orbiting Carbon Observatory-2，OCO-2）和轨道碳观测卫星-3（OCO-3）任务的天基测量值量化了国际空间站（International Space Station）下方数百千米处欧洲最大的独立排放源，位于波兰的贝乌哈图夫发电站（Bełchatów Power Station）所排放的二氧化碳。他们分析了2017年至2022年期间来自多个卫星网络的发电厂排放数据，发现二氧化碳浓度的变化与每小时的发电量波动一致，维护或停用时的临时和永久性装置关闭减少了发电厂的总排放量，研究团队同样也检测到了这一点。

科学家表示，这些发现表明，天基观测可用于追踪局部范围内的二氧化碳排放变化。

NASA的OCO-2卫星发射于2014年，它绘制了不同尺度范围内的自然和人为二氧化碳排放图，小至某一地区，大到一整片大陆。通过测量从地球表面反射的太阳光强度，以及从地面到卫星的空气柱中二氧化碳所吸收的太阳光强度，卫星上的仪器以间接的形式对二氧化碳气体进行采样。经过调谐的OCO-2光谱仪能够检测二氧化碳气体的信号特征。

利用OCO-2任务的备用组件，研究团队制造出了OCO-3，这是一种自2019年以来一直在国际空间站上飞行的仪器。OCO-3设计有一种测绘模式，可以在空间站经过一个区域时进行多次扫描观测，对于那些与城市规模等同的区域，研究人员能够选取感兴趣的进行详细迷你地图的创建。

NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）OCO-3任务的项目科学家阿比舍克·查特吉（Abhishek Chatterjee）说，这两种OCO仪器最初都不是专门为检测贝乌哈图夫发电站这样的单个设施的二氧化碳排放而设计的，因此新发现是一个“惊喜”。“作为一个共同体，我们正在改进工具和技术，以便能够从数据中提取比我们原先计划的更多的信息。”他补充说，“我们发现，我们实际上对人为排放的了解比我们之前预期的要多得多。”

在未来追踪二氧化碳

发电厂和炼油厂等大型设施的二氧化碳排放量约占全球化石燃料二氧化碳排放量的一半。贝乌哈图夫发电站自1988年开始运营，是世界上最大的褐煤*（lignite）发电站，装机容量为5102兆瓦。与无烟煤**（anthracite）相比，褐煤燃烧时每兆瓦产生的排放量通常更高，波兰政府已经起草了到2036年底关闭该燃煤电站的计划。

*褐煤：又称柴煤，是一种棕黑色、无光泽的低热质煤炭，在所有矿产煤中煤化程度最低，介于泥炭与沥青煤之间。

**无烟煤：又称黑煤、硬煤，是一种坚硬、致密且高光泽的煤矿品种，在所有的煤品种中煤化程度最高，燃烧时不冒烟。

加拿大环境与气候变化部高级研究员、这项研究的主要作者雷·纳萨尔（Ray Nassar）指出，大多数二氧化碳排放报告都是根据在陆地表面获取的估算值或数据创建的：研究人员计算购买和使用的化石燃料质量，然后计算预期排放量；他们通常不会进行实际的大气二氧化碳测量。

“关于排放发生的确切时间和地点更为详细的信息通常无法获得。”纳萨尔说，“提供更详细的二氧化碳排放情况有助于追踪减排政策的有效性。我们使用OCO-2和OCO-3的方法可以应用于更多发电厂，或对城市或国家的二氧化碳排放数据进行优化。”