美國宇航局的一顆地球觀測衛星幫助研究人員跟踪了全世界100多個國家的二氧化碳排放。該試點項目提供了一個強有力的新視角，即這些國家正在排放的二氧化碳，以及這些國家境內的森林和其他碳吸收”匯”從大氣中去除多少二氧化碳。這些發現表明，當各國努力實現氣候目標時，基於空間的工具如何能夠支持對地球的洞察。

這項由60多名研究人員進行並發表在《地球系統科學數據》雜誌上的國際研究，使用了美國宇航局軌道碳觀測站-2（OCO-2）任務的測量結果，以及一個基於地表的觀測網絡，來量化2015至2020年大氣中二氧化碳濃度的增加和減少。利用這種基於測量（或”自上而下”）的方法，研究人員隨後能夠推斷出有多少二氧化碳被排放和清除的平衡。

這個可視化圖顯示了從2015年到2020年100多個國家每年的表面淨排放和清除量。有大量排放的國家，這裡看到的是紅色，似乎從頁面中跳出來，相比之下，有清除的國家，看到的是綠色。資料來源：美國國家航空航天局的科學可視化工作室

儘管OCO-2任務並不是專門為估算單個國家的排放量而設計的，但來自100多個國家的調查結果來得正是時候。第一次全球評估–一個評估世界在限制全球變暖方面的集體進展的過程，正如2015年《巴黎協定》所規定的那樣–將於2023年舉行。

“美國國家航空航天局（NASA）專注於提供地球科學數據，以解決現實世界的氣候挑戰–比如幫助世界各國政府衡量其碳減排努力的影響，”華盛頓NASA總部的NASA地球科學部主任卡倫-圣杰曼說。”這是美國宇航局如何發展和加強努力，以滿足用戶需求的方式測量碳排放的一個例子。”

傳統的基於活動（或”自下而上”）的碳測量方法依賴於統計和估計一個經濟體的所有部門（如交通和農業）正在排放多少二氧化碳。自下而上的碳清單對於評估減排工作的進展至關重要，但編制這些清單需要大量的資源、專業知識和對相關活動範圍的了解。

研究作者斷言，這就是為什麼通過自上而下的方法開發一個排放和清除的數據庫對那些缺乏傳統資源來開發清單的國家特別有幫助。事實上，科學家們的研究結果包括50多個國家的數據，這些國家至少在過去10年沒有報告過排放量。

該研究通過追踪化石燃料的排放和生態系統（包括樹木、灌木和土壤）中的總碳”存量”變化提供了一個新的視角。這些數據對於跟踪與土地覆蓋變化有關的二氧化碳波動特別有用。在全球南部，包括拉丁美洲、亞洲、非洲和大洋洲等地區，僅砍伐森林產生的排放就佔了總碳排放量的很大比例。在世界其他地區，研究結果表明，通過改善土地管理和重新造林，大氣中的碳濃度有所減少。

作者說，以這種方法來估計生態系統的二氧化碳排放量和清除量是至關重要的。然而，當缺乏數據或特定活動（如伐木）的淨影響不完全清楚時，這些方法容易受到不確定性的影響。

追踪碳

該研究提供了一幅碳在地球的陸地、海洋和大氣中移動的複雜畫面。

除了國家清單中提到的人類的直接影響外，像一些熱帶和寒帶森林這樣無人管理的生態系統–人類在其中的足跡最小–可以從大氣中封存碳，從而減少潛在的全球變暖。

“國家清單旨在跟踪管理政策如何影響二氧化碳的排放和清除，”研究作者、澳大利亞臥龍崗大學教授Noel Cressie說。”然而，大氣層並不關心二氧化碳是由亞馬遜地區的森林砍伐還是加拿大北極地區的野火排放出來的。這兩個過程都會增加大氣中的二氧化碳濃度並推動氣候變化。因此，監測未經管理的生態系統的碳平衡並確定碳吸收的任何變化是至關重要的”。

這幅插圖顯示了美國宇航局2014年發射的OCO-2衛星。當它在地球上運行時，該航天器在從地區到大陸的範圍內繪製自然和人為的二氧化碳排放圖。光分析光譜儀被調整以探測氣體的明顯特徵。資料來源：NASA/JPL-Caltech

展望未來，研究人員說他們的試點項目可以進一步完善，以了解個別國家的排放是如何變化的。

“持續的、高質量的觀測對於這些自上而下的估計至關重要，”主要作者Brendan Byrne說，他是位於南加州的美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家。”來自OCO-2和地表站點的持續觀測將使我們能夠跟踪這些排放和清除隨著《巴黎協定》的實施而發生的變化。未來的國際任務提供全球範圍內二氧化碳濃度的擴大繪圖，將使我們能夠完善這些自上而下的估計，並對各國的排放和清除量作出更精確的估計。”