
隨著全球對碳中和目標的持續推進,精準量化并追蹤城市尺度的溫室氣體排放已成為當前氣候研究的重中之重。近期,發表在國際環境科學權威期刊 ACS EST Air 上的最新研究,詳細展示了如何利用高塔渦動相關(Eddy Covariance, EC)通量觀測技術結合足跡模型(Flux Footprint),對歐洲三大城市的溫室氣體排放清單進行高精度驗證與時空解析。
在本研究中,布魯克 MGA7 七組分氣體分析儀作為核心觀測設備之一,憑借其卓越的高頻采樣能力與多組分同步分析性能,為研究團隊提供了關鍵的溫室氣體及同源污染物連續觀測數據。


城市地區人類活動密集,是人為溫室氣體排放的“熱點"區域。然而,由于缺乏對排放量時空變化趨勢的直接測量數據,制定有效的針對性減排計劃備受阻礙。本研究以蘇黎世、慕尼黑和巴黎三個城市為試點,將高精度自下而上的排放清單、動態足跡模型與長期通量觀測數據相融合。
研究表明,對于 CO2 而言,固定燃燒和道路交通是主要排放源,且跨城市表現出高度一致性;而對于 CO 和 CH4 通量,不同城市的排放部門貢獻和時空變化則差異顯著。該研究結果為利用高頻通量觀測改進和校準多組分城市排放清單提供了堅實的科學基礎。
觀測挑戰與儀器方案
渦動相關(EC)技術已在農田、森林等均勻下墊面中得到廣泛應用,但在高異質性的復雜城市環境中,精準識別特定氣體的真實排放源仍面臨巨大挑戰。
在 ICOS Cities 項目的部署中,除了常規的開路CO2分析儀外,研究團隊引入了布魯克 MGA 系列高頻閉路多組分氣體分析儀(MGA 7),用于CO2、CO、CH4、NO、NO2、N2O等氣體的高頻渦動通量觀測。

在三個城市站點為期約六個月的跨站點輪轉觀測中,MGA 7成功實現了對 CO 和 CH4 等關鍵共同排放物通量的連續精準測量。
對比傳統單組分設備,MGA兼顧了 10Hz 高頻響應與系統觀測優勢。它在同一采樣腔室同步捕捉溫室氣體(CO2、CH4、N2O)與污染物(CO、NOx)的瞬態脈動,避免多機組合的時空誤差,提升渦度溯源數據的有效性。

CO2通量的季節與日變化特征
CO 與 CH4 通量驗證
排放源部門拆解
(Source Sector Decomposition)
核心排放部門的典型日變化規律(夏冬對比)

結論與展望

對于CO2,傳統清單尚能勉強描繪趨勢;但對于人為排放的 CO 和CH4,由于其排放源的高度復雜性(如廢棄物降解、天然氣管網無組織泄露等),傳統自下而上的靜態宏觀統計往往面臨嚴重的失真與低估。將高頻多組分氣體通量觀測與足跡模型及清單相互卷積,是深入校驗傳統排放清單、制定局部溫室氣體精準減排規劃的“破局之道"。
原文鏈接:Insightsfrom the Convolution of Emission Inventories with Flux Footprints from TallEddy Covariance Towers at Three European Cities | ACS ES&T Air


延伸閱讀:從“宏觀校驗"到“微觀拆解"
除此之外,通過碳污協同通量觀測,能夠以各氣體濃度比例(如CO/CO2、NOx/CO2)作為“化學指紋",對高頻渦動相關總通量進行實況排放源的靶向拆解,精準溯源交通、供暖與生物圈等的通量貢獻。
歡迎點擊下方鏈接,回顧同屬 ICOS Cities 項目的另一篇 ACP 文獻解讀:
點擊閱讀:多組分高頻渦動相關觀測,助力城市溫室氣體排放溯源

如您對我們的應用感興趣
歡迎掃描上方二維碼,填寫表單
400熱線|
立即詢價
您提交后,專屬客服將第一時間為您服務