京津冀高密度碳监测网络将助力节能减排

二氧化碳作为地球大气中最重要的温室气体，随着人类活动的增加，其浓度逐年增加。到2016年，全球大气中的二氧化碳背景浓度已经超过百万分之400，即百万分之400，这在工业革命之前是百万分之280。

“虽然二氧化碳在大气中只是微量气体，仅占0.04%，但它对气候的影响非常大。”中国科学院大气物理研究所研究员、国家重点研发项目“京津冀城市群高时空分辨率碳排放监测与应用示范”负责人曾宁在接受《中国科学日报》采访时表示。

人类活动排放的二氧化碳，如工厂排放和土地使用模式的变化，将破坏地球生态系统碳源和碳汇的动态平衡。一旦平衡被打破，碳源过多，全球变暖、海平面上升和其他不利影响就会出现。

二氧化碳对气候的影响已成为共识，但曾宁指出，目前还没有观测网络来监测北京、天津和河北等重要地区二氧化碳的精确分布。

有了这样一个监测网络，人们就可以详细了解二氧化碳是在哪里产生和吸收的，从而清楚地了解二氧化碳的来源和汇的分布。曾宁说，一方面，它将为气候变化研究提供数据；另一方面，它还将区分碳源和碳汇，对环境保护和二氧化碳减排具有指导意义。

据报道，为了建立一个二氧化碳监测网络，该项目将通过碳卫星、气球、飞机和地面车辆等监测手段建立一个“天-地-空”高密度观测网络。

其中，城市群二氧化碳浓度的变化是曾宁团队关注的焦点。近年来，华盛顿、洛杉矶、巴黎等城市刚刚开始关注城市群中的二氧化碳浓度。曾宁的团队以京津冀为研究对象。

“京津冀地区实际上是世界上单位面积二氧化碳排放强度最高的地区之一。”曾宁说。

京津冀地区是我国空气污染最严重的地区之一，自然和人为条件多样。建成后，碳监测系统将具有较高的示范代表性，并易于移植到长江三角洲、珠江三角洲和四川盆地等其他城市群。

在城市群研究中，团队以天空、天空和地球的三维综合观测为数据基础，通过多源数据融合技术生成高时空分辨率的城市群碳排放监测信息，进行可追溯性研究，建立可视化监测分析示范平台和低碳评价指标体系作为应用出口。

然而，由于城市群因素的复杂性和对更详细数据的需要，曾宁的团队开发了一个简单的小型仪器:一个小型化的二氧化碳浓度观测系统。该仪器可用于高密度分布，也可安装在机动车前方，通过将机动车开到不同的路况，收集不同条件下的二氧化碳浓度变化。

最近，大气物理研究所组织了第一次强化监测。从北京大气物理研究所所在地出发，它往返于天津、熊安、张家口等地，穿梭于北京收集二氧化碳浓度数据。

出发前，研究人员将仪器装在汽车前的两个方形塑料盒里。这两个仪器同时收集数据以避免事故。

记者随大气物理研究所的科研人员前往熊安。一路上，研究人员开车穿过拥挤的道路和不同的路况，如化工厂、住宅区和农田。车载二氧化碳浓度测试仪会将采集到的数据实时发送回后方系统。

经过初步分析，研究者对京津冀地区冬季二氧化碳浓度的典型时空差异做出了判断。

内城和远郊之间的差异可以达到几百ppm，日变化也可以达到几十ppm甚至更高。

曾宁说，二氧化碳的浓度在不同的尺度上发生了变化。这项研究是为了“找出它在空间和时间上的变化”。未来，他希望将这一大气科学观测结果与碳清单相结合，为第三方节能减排监测提供技术支持。