監測排放的能力將在未來三年內增加一百倍。簽署了2015年《巴黎協定》的國家已經承諾將全球平均溫度的上升保持在”遠低於”2℃。每五年，他們將發布所謂的”國家決定的貢獻”報告（NDC），描述他們減少溫室氣體（GHG）排放和適應氣候變化影響的行動。

哥白尼二氧化碳監測任務，簡稱CO2M，是歐洲的哥白尼哨兵擴展任務之一，將是第一個專門測量通過人類活動釋放到大氣中的二氧化碳的任務

因此，各國將需要跟踪他們的碳排放，不僅在國家層面，而且在單個”超級排放者”的規模，如發電廠、大城市、煉油廠和巨型工廠。這些”超級排放者”共同承擔了人類溫室氣體總產量的近一半。

在2025年底或2026年，歐盟計劃發射其”CO2M”（哥白尼人為二氧化碳監測任務）的一對衛星，其工作將是幫助解決這個問題。

CO2M的重要原理證明

但是現在，科學家們已經證明，即使使用現有的衛星，對於像波蘭的Belchatów發電廠這樣的”超級排放者”，這種源頭追踪已經是可能的。為了證明這一原則，他們使用了美國國家航空航天局的衛星”軌道碳觀測站2號”（OCO-2；2014年發射）和OCO-3儀器的五年測量結果，該儀器自2019年起連接到國際空間站（ISS）。

這一成功是一項重要的成就，因為OCO任務被設計為在更大的空間範圍內測量碳排放。

“在這裡，我們首次表明，利用現有的二氧化碳跟踪衛星的觀測，已經可以測量大型發電廠的二氧化碳排放變化，”多倫多加拿大環境與氣候變化部的大氣科學家Ray Nassar博士說。他是這項研究的第一作者，發表在《遙感前沿》雜誌上。

歐洲最大的發電站

Belchatów褐煤發電廠是歐洲最大的火力發電站，也是世界上第五大火力發電站。在這裡，機組有時會退役，新的機組會投入使用，而更多的時候，機組會暫時關閉進行維修。為了發揮作用，像OCO-2和OCO-3這樣的衛星和儀器應該立即檢測到由於這些運行變化而引起的二氧化碳排放的變化–在這裡，Nassar和他的同事們首次表明他們可以做到。

二氧化碳由Belchatów的300米高（1000英尺高）的煙囪排放出來，並以無形煙羽的形式被風帶走，大約10-50公里（6-31英里）長，離地球550米（1800英尺）。OCO-2在705公里（438英里）的高度上繞地球運行，每16天在貝爾恰托夫附近或直接上空經過。OCO-3的軌道高度為420公里，更頻繁地經過貝爾恰托夫上空或附近。OCO-3有額外的能力在一個地區來回掃描，提供更好的局部覆蓋或更廣泛的視野。

不是每次飛越或飛越都適合探測

衛星可以評估二氧化碳的”增強”，也就是一個來源所排放的額外二氧化碳，但只有在沒有云層的情況下，以及當羽流不經過大型水體或山脈的時候數據較為精確，只需要記錄”XCO2″探測到的平均二氧化碳濃度，減去羽流周圍的當前背景值（在當地，平均為415ppm）。OCO-2和OCO-3一起產生了10個關於2017年至2022年期間Belchatów上方的二氧化碳羽流的合適數據集。

觀測和預測數據之間的出色一致性

研究人員將來自太空的測量結果與根據已知的每日發電量對Belchatów的排放量的估計進行了比較。測量結果顯示可以實現密切跟踪每日預測。這證明即使在今天，現有的衛星也能接近實時地跟踪像Belchatów這樣的設施的排放。例如，OCO-2檢測到在2021年6月至9月期間，由於停機維修，貝爾恰托夫的排放量出現了明顯但短暫的下降。

這些結果是有現實意義的：它們表明，CO2M的聯合空間覆蓋範圍比OCO-2和OCO-3大一百倍，將能夠滿足未來的需求。

Nassar說：”獲得全球’超級排放源’（如Belchatów電廠）的二氧化碳排放的最精確信息的能力將提高碳核算的透明度，希望它最終將有助於減少這些排放。這種未來的能力將可以讓國家、城市或單個設施規模的二氧化碳排放信息得到改善，提高《巴黎協定》的透明度，並支持減少導致氣候變化的排放的努力。”