作為地球大氣中最主要的溫室氣體，二氧化碳的濃度隨著人類活動(dòng)的增加而逐年上升。截至2016年，全球大氣二氧化碳本底濃度已超過(guò)百萬(wàn)分之四百，即400ppm，這一數(shù)據(jù)在工業(yè)革命以前為280ppm。

　　“雖然二氧化碳只是大氣中的微量氣體，僅占到0.04%，但它對(duì)氣候的影響非常巨大?！眹?guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“京津冀城市群高時(shí)空分辨率碳排放監(jiān)測(cè)及應(yīng)用示范”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中科院大氣物理所研究員曾寧告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

　　工廠排放、土地利用方式的改變等人類活動(dòng)排放出的二氧化碳會(huì)破壞地球生態(tài)系統(tǒng)碳源與碳匯的動(dòng)態(tài)平衡。一旦平衡被打破，碳源過(guò)多，便會(huì)帶來(lái)全球氣候變暖、海平面上升等惡劣影響。

　　二氧化碳對(duì)氣候所產(chǎn)生的影響已成為共識(shí)，不過(guò)曾寧卻指出，目前并沒(méi)有一個(gè)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)測(cè)二氧化碳在京津冀這樣重要地區(qū)的精確分布。

　　擁有這樣的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以詳細(xì)了解二氧化碳由哪里產(chǎn)生，到哪里被吸收，從而清晰認(rèn)識(shí)二氧化碳源匯的分布。曾寧表示，這一方面將為氣候變化研究提供數(shù)據(jù)，另一方面也將碳源與碳匯區(qū)分開(kāi)，對(duì)環(huán)境保護(hù)、二氧化碳減排都具有指導(dǎo)意義。

　　據(jù)介紹，該項(xiàng)目為了構(gòu)建起二氧化碳的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)碳衛(wèi)星、氣球、飛機(jī)以及地面機(jī)動(dòng)車等監(jiān)測(cè)手段，建立一個(gè)“天-地-空”高密度觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

　　這其中城市群的二氧化碳濃度變化是曾寧團(tuán)隊(duì)關(guān)注的重點(diǎn)。近幾年來(lái)，華盛頓、洛杉磯、巴黎等城市也剛剛開(kāi)始對(duì)城市群二氧化碳濃度進(jìn)行重點(diǎn)研究。曾寧團(tuán)隊(duì)的研究以京津冀這一超大城市集群為研究對(duì)象開(kāi)展。

　　“京津冀地區(qū)，實(shí)際上是全球二氧化碳排放單位面積強(qiáng)度最高的地方之一?！痹鴮幷f(shuō)。

　　作為中國(guó)大氣污染形勢(shì)最嚴(yán)峻的區(qū)域之一，京津冀地區(qū)的自然狀況和人為條件多種多樣，碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成后會(huì)有很高的示范代表性，并易于移植到其他城市群，如長(zhǎng)三角、珠三角、四川盆地等。

　　對(duì)該城市集群的研究中，該團(tuán)隊(duì)以天、空、地立體綜合觀測(cè)作為資料基礎(chǔ)，通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)產(chǎn)生城市群高時(shí)空分辨率碳排放監(jiān)測(cè)信息，進(jìn)行溯源研究，并通過(guò)建立可視化監(jiān)測(cè)與分析示范平臺(tái)以及低碳評(píng)估指數(shù)體系作為應(yīng)用出口。

　　不過(guò)，由于城市群要素復(fù)雜，且需要更為精細(xì)的數(shù)據(jù)，曾寧團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種簡(jiǎn)單的小型儀器：微型化二氧化碳濃度觀測(cè)儀系統(tǒng)。這種儀器可用于高密度布點(diǎn)，也可以搭載在機(jī)動(dòng)車前，通過(guò)機(jī)動(dòng)車行駛至不同路況，搜集不同情況下的二氧化碳濃度變化。

　　近日，大氣物理所組織了首次強(qiáng)化監(jiān)測(cè)，從北京大氣物理所所在地出發(fā)，分別向天津、雄安、張家口等地往返行駛，并在北京市內(nèi)穿梭，收集二氧化碳濃度數(shù)據(jù)。

　　出發(fā)前，科研人員將兩個(gè)方形塑料盒子包裹的儀器，安裝在機(jī)動(dòng)車前，兩個(gè)儀器同時(shí)收集數(shù)據(jù)，以免出現(xiàn)意外情況。

　　記者隨科研人員從大氣物理所出發(fā)前往雄安。一路上，科研人員駕車經(jīng)過(guò)擁堵路段，并經(jīng)過(guò)化工廠、居民區(qū)、耕地等不同路況。車載二氧化碳濃度測(cè)試儀器將收集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳至后方系統(tǒng)中。

　　經(jīng)過(guò)初步分析，科研人員對(duì)京津冀地區(qū)冬季二氧化碳濃度做出典型二氧化碳濃度時(shí)空差異巨大的判斷。

　　市內(nèi)和遠(yuǎn)郊差別達(dá)到上百個(gè)ppm，晝夜變化也可達(dá)到數(shù)十個(gè)ppm，甚至更高。

　　曾寧表示，二氧化碳濃度在各個(gè)尺度上都有變化，這項(xiàng)研究就是要“搞清楚它在空間時(shí)間上的變化”，未來(lái)希望將這一大氣科學(xué)觀測(cè)結(jié)果與碳清單結(jié)合，為節(jié)能減排第三方監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支持。