现有卫星的数据可用于实时追踪温室气体排放。
而欧盟计划于2025年或2026年发射的CO2M卫星组合，其联合覆盖范围将比现有设备大一百倍。
获取更精确的二氧化碳排放信息，将提升碳核算的透明度，并有望助力减少污染。
根据《巴黎协定》，各国需要近乎实时地追踪单个“超级排放源”（如发电厂）的温室气体排放。研究人员首次表明，利用现有卫星及仪器的数据，这一目标已可实现，这些仪器包括美国国家航空航天局（NASA）的OCO-2和OCO-3（安装于国际空间站），二者最初设计用于测量更大空间尺度的排放。这一原理验证表明，欧盟计划于2025年或2026年发射的“CO2M”卫星组合，其联合覆盖范围将比OCO-2和OCO-3大一百倍，应能满足未来的需求。
2015年签署《巴黎协定》的国家承诺，将全球平均气温升幅控制在远低于2°C的水平。各国须每五年提交所谓的“国家自主贡献”（NDC），说明其减少温室气体（GHG）排放及适应气候变化影响的行动。
因此，各国不仅需要在国家层面追踪碳排放，还需在发电厂、特大城市、炼油厂和大型工厂等单个“超级排放源”层面进行追踪——这些排放源合计产生了人类温室气体总排放量的近一半。
2025年底或2026年，欧盟计划发射其“CO2M”（哥白尼人为二氧化碳监测任务）卫星组合，以协助完成这一工作。
CO2M的重要原理验证
如今，科学家已证明，即便利用现有卫星，也已能够在排放源头实现此类追踪，例如对波兰的Bełchatów发电厂这类“超级排放源”。为开展此项原理验证，他们使用了NASA“轨道碳观测站2号”（OCO-2；2014年发射）卫星及OCO-3仪器五年间的测量数据，其中OCO-3自2019年起安装于国际空间站（ISS）。
这一成果意义重大，因为OCO任务最初设计用于测量更大空间尺度的碳排放。
“我们首次证明，利用现有追踪二氧化碳的卫星观测数据，已能够测量大型发电厂二氧化碳排放的变化，”加拿大多伦多环境与气候变化部研究科学家、该研究的第一作者Ray Nassar博士说道。该研究发表于《Frontiers in Remote Sensing》。
欧洲最大的火力发电厂
Bełchatów褐煤（褐炭）发电厂是欧洲最大的火力发电站，也是全球第五大火力发电站。该电厂的机组有时会退役，新机组也会投入运营，而更常见的情况是，机组因维护而临时停机。若要发挥作用，OCO-2和OCO-3等卫星及仪器应能即时探测到因运行变化而引起的二氧化碳排放变化——而Nassar及其同事首次证明了它们确实能够做到这一点。
Bełchatów的300米高排放烟囱排放出二氧化碳，并随风形成肉眼不可见的羽流，长约10至50公里，距地面550米。OCO-2在705公里高度绕地球运行，每16天会近距离或直接飞掠Bełchatów上空一次。OCO-3在420公里高度运行，飞掠或接近Bełchatów的频率更高。OCO-3还具备前后扫描某一区域的附加能力，可提供更佳的局部覆盖或更广阔的视野。
并非每次飞掠或经过都适用
卫星只能在无云、且羽流未经过大型水体或山脉的情况下，评估二氧化碳“增量”——即某一排放源额外排放的二氧化碳。卫星测量的是“XCO2”，即正下方气柱内的平均二氧化碳浓度，并扣除羽流周边的当前背景值（局部平均为415 ppm）。
2017至2022年间，OCO-2和OCO-3共获得10组适用于分析Bełchatów上空二氧化碳羽流的数据集。
观测数据与预测数据高度吻合
研究人员将太空测量结果与基于Bełchatów已知每日发电量估算的排放量进行了比较。结果显示，测量数据与每日预测值高度吻合。这证明，即便在当下，现有卫星也能够近乎实时地追踪Bełchatów这类设施的排放。例如，OCO-2探测到Bełchatów在2021年6月至9月间出现了明显但短暂的排放下降，原因是其进行了维护停机。
CO2M前景明朗
研究结果令人鼓舞：它们表明，CO2M的联合空间覆盖范围约为OCO-2和OCO-3的一百倍，将能够满足未来的需求。
“全球范围内，能够获取来自Bełchatów发电厂等“超级排放源”的最精确二氧化碳排放信息，将提升碳核算的透明度。我们也希望，这最终有助于减少此类排放，”Nassar说道。
“这一未来能力将提升国家、城市或单个设施层面的二氧化碳排放信息质量，从而增强《巴黎协定》框架下的透明度，并支持减少导致气候变化的排放的努力。”
