面向我国碳中和、碳达峰的大气甲烷观测卫星现状与发展趋势分析

甲烷（CH₄）是辐射强迫仅次于二氧化碳（CO₂）的重要温室气体,减少CH₄排放是控制全球增温,实现碳中和目标的必要手段。面对碳中和战略需求,快速定位排放源并定量监测CH₄排放量,准确估算全球和区域CH₄源汇分布,对减排措施的制定、实施和评价均具有重要的现实意义。此外,结合长期CH₄观测数据和气候系统模型探索大气CH₄浓度变化规律,是预测和积极应对气候变化的前提。IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019修订版正式提出了利用“自上而下”方法计算通量、核验排放清单的方法,表明获取全球范围内的高精度高时空分辨率CH₄观测数据势在必行。为了实现碳中和目标,本文首先从大气CH₄研究需解决的几个关键科学问题入手,分析了CH₄的星载探测需求,总结了CH₄星载探测的现状和发展趋势,并简要介绍了中国第二代碳卫星的设计思路。同时,星载CH₄探测还依赖于高精度的反演算法提供可靠的数据产品,以实现监测和实际应用的目的。因此,本文进一步阐述了卫星遥感CH₄反演算法及相应数据产品在排放量监测和通量反演中的应用,论述了提升反演算法计算效率和精度,开发甲烷烟羽快速识别算法和建立通量反演算法的必要性。最后,本文从探测、数据获取和应用的角度进行总结,表明了CH₄卫星观测在碳中和目标实践中的科学应用潜能。     

我国甲烷排放情景分析:IPAC模型结果

近期发布的IPCC第六次评估报告再次强调了短寿命期温室气体减排对温升减缓的作用。甲烷是最重要的短寿命期非CO₂温室气体。在各国提出各自新的减排目标之后,针对甲烷减排的行动方案也越来越多。甲烷减排正在成为下一阶段各国和全球合作的重点领域之一。本文在我国碳减排目标下的能源转型基础上,结合其他非能源活动的减排排放源的减排技术选择基础上,利用IPAC模型对未来甲烷的排放情景进行了分析。在模型设定的两个情景分析基础之上,研究发现,到2050年的能源转型可明显减少能源活动的甲烷排放,和2015年相比能源活动的排放可减少67％。和其他行业相比,能源部门的甲烷减排具有更好的协同性。如果考虑进一步减排甲烷,则需要在考虑其他大气污染物减排的基础上,可通过实现天然气的进一步减排来实现。同时其他部门的甲烷减排也具有很大潜力,低甲烷排放情景可以实现到2050年将甲烷排放减少到1 494万吨,和2015年相比全范围排放可减排58％。     

海洋直接注入CO2封存技术方法综述

人类活动造成的CO2排放是全球气候变暖面临的主要挑战之一。CO2封存有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术。海洋碳捕获、利用和封存（OCCUS）可以在较短时间内提供最大的碳封存能力,与其他地质封存方法相比更加安全有效。而且,多相态形式的CO2（气态、液态、固态和水合物）可以在海洋纵深尺度上实现直接注入。海洋碳封存是一项发展潜力巨大、优势明显的新兴碳封存技术,是实现大规模碳减排的重要措施之一,具有广阔的应用前景。因此,笔者等系统地阐述了海洋CO2直接注入、封存（OCS）的基本原理、技术现状、监测与评估,以及环境方面的影响,并对高效CO2注入技术,CO2泄漏的检测、防范与补救技术,以及海洋碳封存的生态后效等方面进行了展望。     

海洋直接注入CO2封存技术方法综述

人类活动造成的CO₂排放是全球气候变暖面临的主要挑战之一。CO₂封存有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术。海洋碳捕获、利用和封存(OCCUS)可以在较短时间内提供最大的碳封存能力,与其他地质封存方法相比更加安全有效。而且,多相态形式的CO₂(气态、液态、固态和水合物)可以在海洋纵深尺度上实现直接注入。海洋碳封存是一项发展潜力巨大、优势明显的新兴碳封存技术,是实现大规模碳减排的重要措施之一,具有广阔的应用前景。因此,笔者等系统地阐述了海洋CO₂直接注入、封存(OCS)的基本原理、技术现状、监测与评估,以及环境方面的影响,并对高效CO₂注入技术,CO₂泄漏的检测、防范与补救技术,以及海洋碳封存的生态后效等方面进行了展望。     

北半球热融湖塘分布及其甲烷排放潜力

热融湖塘作为多年冻土退化产生的分布最广的热喀斯特景观,是大气中甲烷(CH₄)的重要来源。热融湖塘的形成和演化及其对全球大气CH₄循环的影响是气候变化研究领域的重要问题之一。本文综合阐述了北半球多年冻土区热融湖塘的演化、分布及变化特征,揭示了热融湖塘CH₄的产生、氧化、排放过程及其影响因素。研究表明,环北极地区热融湖塘总面积约为1.4×10⁶ km²,虽然部分地区可能导致湖塘扩张或形成新的湖塘,但整体上湖塘覆盖面积呈减少趋势;青藏高原热融湖塘总面积约为2.83×10³ km²,表现为中部地区湖塘数量和面积显著增加,黄河源地区呈减少趋势。受有机质稳定性和微生物群落差异的影响,热融湖塘表层富含有机质的淤泥层及融化的深层冻土层CH₄产生潜力较大,但CH₄氧化过程极大地限制了湖塘CH₄的排放。目前,环北极地区热融湖塘CH₄排放量为1.9～6.3 Tg CH<...     

Review of maritime transportation air emission pollution and policy analysis

The study of air emission in maritime transportation is new, and the recognition of its importance has been rising in the recent decade. The emissions of CO2, SO2, NO2 and particulate matters from maritime transportation have contributed to climate change and environmental degradation. Scientifically, analysts still have controversies regarding how to calculate the emissions and how to choose the baseline and methodologies. Three methods are generally used, namely the ‘bottom up’ approach, the ‘top down’ ap...     

气候危机四伏及探寻解决之道

联合国环境规划署执行主任施泰纳表示,北海道八国峰会未能在气候变化问题上展现出足够的领导力,错过了个向全世界发出信号、加速气候变化谈判进程的机会。他指出,八国同意致力于到2050年将温室气体排放减半,这是本届峰会的一个积极成果：但与全世界所企盼的、IPCC所要求的以及2009年哥本哈根气候变化大会成功举办所必需的进展相比,这显然是不足的。     

Identification and categorization of climate change risks

The scientific evidence that climate is changing due to greenhouse gas emission is now incontestable, which may put many social, biological, and geophysical systems in the world at risk. In this paper, we first identified main risks induced from or aggravated by climate change. Then we categorized them applying a new risk categorization system brought forward by Renn in a framework of International Risk Governance Council. We proposed that ＂uncertainty＂ could be treated as the classification criteria. Based on this, we established a quantitative method with fuzzy set theory, in which ＂confidence＂ and ＂likelihood＂, the main quantitative terms for expressing uncertainties in IPCC, were used as the feature parameters to construct the fuzzy membership functions of four risk types. According to the maximum principle, most climate change risks identified were classified into the appropriate risk types. In the mean time, given that not all the quantitative terms are available, a qualitative approach was also adopted as a complementary classification method. Finally, we get the preliminary results of climate change risk categorization, which might iay the foundation for the future integrated risk management of climate change.     

水库环保疏浚及板框脱水工程中余水水质及变化规律

湖泊、水库、河流污染后实施底泥环保疏浚工程的实例很多,但如何处理疏浚余水以及处理尾水排放应该执行什么样的控制标准,是一个没有解决的问题.针对这一问题,本文以溧阳市沙河水库环保疏浚以及配套的泥浆板框压滤脱水工程为例,研究了余水发生后的水质以及在各处理环节中的变化规律,基于这一规律探讨了疏浚尾水的排放标准.结果 表明疏浚余...     

贵阳市表层耕地土壤硒的地球化学特征

中药材原料在醇提、发酵、醇沉等环节气体间的相互反应生成的挥发性有机气体（VOCs）对环境和人体健康产生影响。本研究采用SUMMA 罐采样-二级冷阱浓缩-GC/MS方法,研究了贵州省典型中药制药企业在提取、浓缩阶段VOCs的排放特征,对比分析了西药企业产排VOCs污染水平,并进行了健康风险评估。结果表明：中药、西药制药企业分别检测出64和106种挥发性有机气体,总挥发性有机气体（TVOCs）浓度为56.45~1361.66g/m3;中药制药企业主要物质为二氯化碳、环己烷、1,2-二氯乙烷,以烷烃、含氧有机物和恶臭类物质为主,占比76.42%,西药制药企业主要物质有二氯甲烷、丙酮、甲苯,异戊烷,烷烃和苯系物占比达到83.72%;中、西制药企业致癌风险值均介于1×10-6~1×10-4之间,具有潜在致癌风险,与西药企业相比,中药企业非致癌风险指数较小;中药制药产排VOCs的OFP在2.93~33.54 ug/m3之间,芳香烃（甲苯）是中药制药产生的VOCs中对臭氧生成贡献最大的关键活性组分。