我國科研團隊取得了一項在全球環境監測與氣候變化研究領域具有里程碑意義的突破。該團隊通過創新性地應用衛星遙感技術,首次實現了對全球范圍內垃圾填埋場甲烷排放的高精度、大規模量化監測。這一成果不僅為全球碳核算提供了關鍵數據支撐,也為有效管控溫室氣體排放、應對氣候變化開辟了新的技術路徑。
垃圾填埋場是有機廢棄物在厭氧分解過程中產生甲烷(CH?)的重要人為排放源。甲烷作為一種強效溫室氣體,其百年尺度下的全球增溫潛勢是二氧化碳的數十倍,對全球變暖的貢獻顯著。由于填埋場分布廣泛、排放時空異質性強,傳統的地面監測方法成本高昂且難以實現全球覆蓋,導致其排放量長期存在較大的不確定性,成為全球甲烷收支平衡中的一個關鍵“未知數”。
我國科研團隊此次突破的核心,在于構建了一套先進的“遙感信息系統”。該系統深度融合了多源衛星遙感數據,包括高光譜成像、熱紅外探測以及合成孔徑雷達等。團隊開發了獨特的算法模型,能夠從復雜的衛星信號中精準識別并分離出來自垃圾填埋場的甲烷排放信息。具體而言,該系統實現了三大核心能力:
- 全球尺度識別與定位:利用衛星的廣域覆蓋優勢,系統能夠快速掃描并識別出全球主要的活躍垃圾填埋場,甚至發現了一些未被正式統計或上報的排放點源。
- 排放通量精確定量:通過反演模型,將衛星觀測到的大氣柱中甲烷濃度增強值,轉化為填埋場表面的實際排放通量,量化精度達到了國際領先水平。
- 時空動態監測:系統可以持續追蹤單個填埋場排放的日變化、季節變化和年際趨勢,清晰反映運營管理措施(如覆蓋、沼氣收集)對減排的實際效果。
初步的全球分析結果顯示,部分地區的垃圾填埋場甲烷實際排放量遠超此前基于模型估算的數值,凸顯了加強直接觀測與監管的緊迫性。數據也揭示了排放的高度不均勻性,少數“超級排放源”貢獻了不成比例的巨大排放量,這為實施“精準減排”提供了明確的優先目標。
這項研究的深遠意義在于:
- 提升全球碳核算精度:為《巴黎協定》下的全球盤點機制提供了更可靠的數據,增強了國際氣候治理的科學基礎。
- 賦能環境監管與減排:為各國政府,尤其是缺乏完善監測網絡的發展中國家,提供了一種低成本、高效率的監管工具,助力其履行國家自主貢獻(NDC)。
- 推動循環經濟發展:精確的排放數據將倒逼垃圾處理行業提升管理水平,促進廢棄物分類、資源化利用以及填埋氣回收發電,推動綠色低碳轉型。
- 引領遙感技術應用:標志著我國在環境遙感領域,特別是溫室氣體遙感監測方面已達到世界前沿水平,為應對全球性環境問題貢獻了中國智慧與技術方案。
該科研團隊計劃進一步優化算法,提高對小規模和擴散源的分辨能力,并推動構建一個開放、近實時的全球垃圾填埋場甲烷排放監測平臺。這項由“遙感信息系統”驅動的創新,正將太空中的“天眼”轉化為守護地球氣候的利器,為全球攜手控制甲烷排放、減緩氣候變化注入了強大的科技動力。