美国宇航局的一颗地球观测卫星帮助研究人员跟踪了全世界100多个国家的二氧化碳排放。该试点项目提供了一个强有力的新视角，即这些国家正在排放的二氧化碳，以及这些国家境内的森林和其他碳吸收"汇"从大气中去除多少二氧化碳。这些发现表明，当各国努力实现气候目标时，基于空间的工具如何能够支持对地球的洞察。

这项由60多名研究人员进行并发表在《地球系统科学数据》杂志上的国际研究，使用了美国宇航局轨道碳观测站-2（OCO-2）任务的测量结果，以及一个基于地表的观测网络，来量化2015至2020年大气中二氧化碳浓度的增加和减少。利用这种基于测量（或"自上而下"）的方法，研究人员随后能够推断出有多少二氧化碳被排放和清除的平衡。

(资料图)

这个可视化图显示了从2015年到2020年100多个国家每年的表面净排放和清除量。有大量排放的国家，这里看到的是红色，似乎从页面中跳出来，相比之下，有清除的国家，看到的是绿色。资料来源：美国国家航空航天局的科学可视化工作室

尽管OCO-2任务并不是专门为估算单个国家的排放量而设计的，但来自100多个国家的调查结果来得正是时候。第一次全球评估--一个评估世界在限制全球变暖方面的集体进展的过程，正如2015年《巴黎协定》所规定的那样--将于2023年举行。

"美国国家航空航天局（NASA）专注于提供地球科学数据，以解决现实世界的气候挑战--比如帮助世界各国政府衡量其碳减排努力的影响，"华盛顿NASA总部的NASA地球科学部主任卡伦-圣杰曼说。"这是美国宇航局如何发展和加强努力，以满足用户需求的方式测量碳排放的一个例子。"

传统的基于活动（或"自下而上"）的碳测量方法依赖于统计和估计一个经济体的所有部门（如交通和农业）正在排放多少二氧化碳。自下而上的碳清单对于评估减排工作的进展至关重要，但编制这些清单需要大量的资源、专业知识和对相关活动范围的了解。

研究作者断言，这就是为什么通过自上而下的方法开发一个排放和清除的数据库对那些缺乏传统资源来开发清单的国家特别有帮助。事实上，科学家们的研究结果包括50多个国家的数据，这些国家至少在过去10年没有报告过排放量。

该研究通过追踪化石燃料的排放和生态系统（包括树木、灌木和土壤）中的总碳"存量"变化提供了一个新的视角。这些数据对于跟踪与土地覆盖变化有关的二氧化碳波动特别有用。在全球南部，包括拉丁美洲、亚洲、非洲和大洋洲等地区，仅砍伐森林产生的排放就占了总碳排放量的很大比例。在世界其他地区，研究结果表明，通过改善土地管理和重新造林，大气中的碳浓度有所减少。

作者说，以这种方法来估计生态系统的二氧化碳排放量和清除量是至关重要的。然而，当缺乏数据或特定活动（如伐木）的净影响不完全清楚时，这些方法容易受到不确定性的影响。

追踪碳

该研究提供了一幅碳在地球的陆地、海洋和大气中移动的复杂画面。

除了国家清单中提到的人类的直接影响外，像一些热带和寒带森林这样无人管理的生态系统--人类在其中的足迹最小--可以从大气中封存碳，从而减少潜在的全球变暖。

"国家清单旨在跟踪管理政策如何影响二氧化碳的排放和清除，"研究作者、澳大利亚卧龙岗大学教授Noel Cressie说。"然而，大气层并不关心二氧化碳是由亚马逊地区的森林砍伐还是加拿大北极地区的野火排放出来的。这两个过程都会增加大气中的二氧化碳浓度并推动气候变化。因此，监测未经管理的生态系统的碳平衡并确定碳吸收的任何变化是至关重要的"。

这幅插图显示了美国宇航局2014年发射的OCO-2卫星。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

展望未来，研究人员说他们的试点项目可以进一步完善，以了解个别国家的排放是如何变化的。

"持续的、高质量的观测对于这些自上而下的估计至关重要，"主要作者Brendan Byrne说，他是位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的科学家。"来自OCO-2和地表站点的持续观测将使我们能够跟踪这些排放和清除随着《巴黎协定》的实施而发生的变化。未来的国际任务提供全球范围内二氧化碳浓度的扩大绘图，将使我们能够完善这些自上而下的估计，并对各国的排放和清除量作出更精确的估计。"

标签：