温室气体监测网络建设的国际现状

随着二氧化碳等温室气体在大气中的浓度逐年攀升，导致全球范围内的气候变暖，对人类的生产和生活造成了很大影响。达成“碳达峰”、“碳中和”的“双碳”目标是中国对国际社会的郑重承诺，既塑造了为人类命运共同体不懈努力的负责任大国形象，更是建设生态文明、实现中华民族永续发展的重要抓手。“双碳”战略部署的落实，离不开对温室气体的科学监测和评估，构建一张精密的监测网十分必要。

碳通量可以使用“自上而下”（监测）或“自下而上”（核算）的方法进行估算，这两种方法是相辅相成的。“自上而下”的方法通常试图根据大气观测得到的变化模式来估计碳源和汇。相比之下，“自下而上”的方法需要调查各种本地进程并构建模型，例如将每个来源部门的化石燃料使用数据与对某种燃料类型碳含量的估计相结合。考虑到在城市生态系统中生物来源的二氧化碳和甲烷很难使用“自下而上”的方法进行量化，集成“自上而下”的方法将是有帮助的。具有高精度和长期稳定性的测量记录对于客观评价当地、区域和大陆尺度报告的排放量至关重要。

当前国际上的温室气体监测网络按照覆盖地域范围分为多个级别：

1. 全球级。

a. 最高一级为世界气象组织（WMO）的全球大气观测（GAW）网络，覆盖全球各大洲，有80多个国家参与，目前共有30个全球站，400多个区域站，还有约100多个由其它参与网络运行的站点，国际社会引用的全球温室气体浓度资料主要就来自GAW网络。

文章链接：https://pure.mpg.de/rest/items/item_2271420_3/component/file_2351145/content

    b. 地球网络（Earth Networks）温室气体观测网络。该网络计划在美国建立50个站点，欧洲25个站点，世界其它地区25个站点。目前在美国已建几十个站点。

来源链接：World's Largest Private Greenhouse Gas Measurement Network Powered by Picarro Analyzers | Picarro

   2. 大陆级或国家级。

    a.北美碳计划（NACP）。该计划涵盖北美3个国家，由多个网络组成：

     i.    美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的全球温室气体参考网络（GGGRN）。其中温室气体背景原位监测有十几个站点。

图片来源文章链接：NOAA equipment pallet for USCG C-130: three reference gas cylinders,... | Download Scientific Diagram (researchgate.net)

文章链接：amtd-6-1461-2013-print.pdf (copernicus.org)

                ii.    美国国家科学基金会（NSF）的国家生态观测网（NEON）。该网络共有81个野外站点，包括47个陆地野外站和34个淡水水域站。

文章链接：amt-8-3867-2015.pdf (copernicus.org)

           iii.    美国宇航局（NASA）轨道碳观测站（Orbiting Carbon Observatory）以及总碳柱观测网络（TCCON）。卫星观测以及地面校正。

   b. 欧洲综合碳观测系统（ICOS）。该网络涵盖欧洲13个国家，一共有38个温室气体监测站点。

文章链接：amt-8-3867-2015.pdf (copernicus.org)

       3. 省/州级。

    a.与美国国家标准技术研究所（NIST）合作的美国东北走廊监测网络（NEC）。目前有29个观测站点，由地球网络公司（Earth Networks）运维，覆盖美国东海岸北部一些大城市。

文章链接：Greenhouse gas observations from the Northeast Corridor tower network (semanticscholar.org)

          b.加州空气资源委员会（CARB）监测网络。该温室气体监测网覆盖美国加州地区，共7个站点。

   文章链接：SOP261 for PICARRO 2401 CO-CO2-CH4.pdf

   4. 城市级。

a. 洛杉矶特大城市（Los Angeles Megacity）项目。该网络关注美国加州洛杉矶市及周边的温室气体通量情况，共有13个站点14台分析仪。

文章链接：https://acp.copernicus.org/articles/17/8313/2017/acp-17-8313-2017.pd

     b. 印第安纳波利斯通量实验（INFLUX）。印第安纳波利斯是美国印第安纳州的最大城市，该网络拥有12个监测站点。

文章链接：Tower measurement network of in-situ CO2, CH4, and CO in support of the Indianapolis FLUX (INFLUX) Experiment | Elementa: Science of the Anthropocene | University of California Press (ucpress.edu)

             c. 巴黎特大城市（MegaParis）项目。涵盖法国巴黎地区，共有5个监测站点。

文章链接：acp-18-3335-2018.pdf (copernicus.org)

5. 点源级。

              a. 马塞勒斯甲烷网络（Marcellus CH₄ Network）。用于马塞勒斯页岩地质区的甲烷逃逸排放研究，共4个站点。

推文链接：Tower Site Info | Marcellus CH4 Network (psu.edu)

以上介绍的是目前国际上较成规模的温室气体网络，在高精度碳监测方面无一例外，要么从顶层设计和网络部署上认定Picarro的分析仪，要么实际主要部署Picarro分析仪以满足苛刻的监测需求。为了保证“双碳”目标的顺利实现，中国也在规划国家级的温室气体监测网络。Picarro公司作为温室气体监测领域的领导者，愿意分享与全球各温室气体监测网络的宝贵合作经验。我们将与合作单位携手，确保监测数据质量与安全，进一步提高本地化服务水平，切实地对中国温室气体网络建设做出贡献，为中国的“双碳”目标达成出一份力！

文章来源：

https://www.picarro.com/zh-hans/company/blog/wenshiqitijiancewangluojianshedeguojixianzhuang