公告/发布日期:2021/07/30

mile米乐中国官方网站 因宣布紧急状态而发生二氧化碳排放2东京住宅区检测到的排放变化

-基于大气观测的能源消费结构变化评价-

积分

  • 从大气观测到的紧急状态宣言期间涩谷区代代木街区的CO2检测到排放量减少了 20%
  • 检测到车辆排放量显着减少,城市燃气排放量略有增加
  • 可用于评估碳中和努力的效果(影响)

摘要

国立先进产业技术研究所 [主席:石村和彦](以下简称“AIST”)环境创造研究部[研究主任:鸟村将树]环境动态评估研究组石户茂幸,研究组组长(兼:零排放国际合作研究中心[研究中心主任:吉野彰]环境和社会评估研究组),高根裕也防卫学院综合研究所特别研究员中岛二二研究组[所长:久保文明]、国立环境研究所地球海洋学系菅原博教授(所长:木本正秀)、地球系统领域明成大学高级研究员寺尾幸男[校长:落合一泰] 龟川幸宏 基于东海大学观测塔的大气成分高精度观测代代木校区(东京都涩谷区),教授估算了二氧化碳(CO2) 排放量按来源进行评估。从分析结果来看,声明下的CO2排放总量比往年减少约20%,主要原因是汽车石油消耗量减少(约40%),而城市燃气消耗量则因不外出影响略有增加(约20%)(图1)。这意味着CO2这表明,长期观察排放量可以成为评估能源消费结构向零排放变化的有效工具。详细结果将于2021年7月30日(22:00)在期刊上发表地球物理研究快报

图1

图 1 代代木区块的日平均二氧化碳2按来源划分的排放估算结果(4 月至 5 月平均值)。
以2016年总量的比例表示为1。


发展的社会背景

到 2050 年在日本、科罗拉多州2我们已经宣布,我们的目标是通过将温室气体排放总量减少到零来实现碳中和。在 AIST,零排放国际合作研究中心专注于 CO2正在努力开发减排技术并将其应用于社会。与此同时,由于新型冠状病毒大流行导致经济活动停滞,CO2据报道,2020 年上半年排放量有所下降。在日本,迄今为止已多次宣布进入紧急状态,以防止新型冠状病毒的传播。远程工作的普及导致汽车二氧化碳排放2由于排放量等的减少,二氧化碳2城市地区化石燃料类型的二氧化碳,其方式与实施减排技术时类似2它可能正在改变排放。因此,由于这次大流行,CO2评估排放变化是评估能源消费结构向零排放变化的有效技术问题。

 

研究历史

AIST 与防卫学院自 2012 年以来一直在东海大学代代木校区的观测塔(图 2)监测大气中的二氧化碳。2浓度和氧气 (O2) 进行高精度浓度观测。根据观测数据,大城市的二氧化碳2我们开发了一种按燃料类型评估排放量的方法 (2020 年 5 月 15 日 AIST 新闻稿)。每种化石燃料的二氧化碳含量不同2排放和 O2消费兑换比例(氧化比:或),从观测中获得城市CO2可以通过区分石油消耗和城市燃气消耗的贡献来评估排放量。这次,我们将使用这种方法来减少与宣布紧急状态相关的二氧化碳2适用于排放量变化。具体来说,代代木区块中的CO2我们对首次宣布紧急状态的 2020 年 4 月至 5 月以及 2016 年、2017 年和 2019 年同一月份的总排放量及其明细进行了分析,发现宣布紧急状态的东京居民区的二氧化碳排放量2评估了对排放的影响。

这项研究得到了环境省全球环境保护实验研究基金(经济产业省实施的项目)、环境恢复和保护机构环境研究促进基金(项目编号 1-1909)和 JSPS 科学研究补助金 JP24241008、JP18K01129 和JP19H01975。

图2

图 2 代代木区和关东平原的东海大学代代木校园展望塔的位置,以及从该展望塔所在建筑物的屋顶看到的北、南、东、西景观(Hirano et al 2015)https://wwwjstagejstgojp/article/sola/11/0/11_2015-024/_pdf [ PDF:896KB ]图1 (日本地理空间信息管理局航拍照片)。
在观测塔上距地面 52m 和 37m 的高度进行大气观测。

 

研究内容

代代木区块公司2图3显示了总排放量和按源排放量的评估结果。二氧化碳2排放总量为涡相关法,梯度法观察到2总消耗量/二氧化碳2总排放比和二氧化碳2城市空气中的二氧化碳,使用 OR 按来源2还有O2平衡方程来分离排放源。人类呼吸和植被贡献产生的二氧化碳2排放量是根据人口统计和植被面积单独评估的。不考虑代代木区块的煤炭消耗。紧急状态声明期间的CO2与往年相比,白天排放量呈现明显下降趋势,夜间排放量保持不变(图3,总量)。其原因是全天石油消耗量减少,这被认为主要来自汽车(同,石油),以及夜间城市燃气消耗量(同,城市煤气)增加。这一结果与代代木街区附近的汽车交通统计数据中看到的趋势一致,并且考虑了因避免外出而导致的常住人口的变化城市气候模型城市燃气消耗量估算结果基本一致。此外,国家环境研究所同时观测到的一氧化碳(CO)和CO2这种关系也与紧急状态宣言期间汽车排放的一氧化碳有关2结果支持减少排放。以海外研究为例,2020 年封锁期间汽车产生的二氧化碳2有报道称排放量大幅下降,日本甚至宣布东京居民区二氧化碳进入紧急状态2发现了对排放量的类似影响。 CO2减排效果可通过观测点周围500m至1km半径范围内城市街区尺度的大气观测来验证。

图 3

代代木区块中的图 3 CO2按来源划分的排放量的日变化(4 月至 5 月平均值)

 

未来计划

由于该方法是结合多种先进观察技术的分析,因此当前方法不一定适用于其他区域的评估。因此,今后我们将致力于简化观测方法,局部大气传输模型结合分析,还可以利用其他点的有限观测数据来覆盖更广泛的CO区域2推广应用排放源评估。

 

论文信息

菅原 H、石户谷 S、寺尾 Y、高根 Y、挂川 Y 和中岛 K (2021)。人为二氧化碳2新冠肺炎 (COVID-19) 大流行导致日本东京市区的排放变化:2020 年 4 月至 5 月紧急状态期间的案例研究。地球物理研究快报,48,e2021GL092600。https://doiorg/101029/2021GL092600


术语解释

◆OR(氧化比)
与化石燃料消耗和生物活动相关的O2和二氧化碳2大气中的 O2和二氧化碳2的浓度波动(ΔO2,ΔCO2),或 = - ΔO2/ΔCO2根据以往的研究,石油消耗、天然气(城市燃气)消耗、煤炭消耗和陆地植物活动的 OR 估计分别为 144、195、117 和 11,人类呼吸的 OR 估计约为 12。[返回来源]
◆涡相关法和梯度法
均为 CO2等物质的垂直输送量(单位时间/单位面积CO2数量的方法从地面传输到大气中)。涡相关法通过结合每秒数十次高时间分辨率观测到的浓度和风速来分析并推导浓度。梯度法的计算方法是将浓度的高度梯度乘以湍流扩散系数。[返回来源]
◆城市气候模型
用于在计算机上再现和预测城市气候和天气的数值模型。 20多年来,AIST一直与明成大学合作开发计算城市气候的数值模型,所开发的数值模型被世界公认为世界上第一个城市气候模型之一。该模型的结果示例可参见 2020 年 11 月 6 日 AIST 新闻稿“因新型冠状病毒而避免外出,减少热岛效应并节省能源 - 远程办公的普及能否成为城市适应气候变化的一项措施? -'' 等[返回来源]
◆局域大气传输模型
CO2[返回来源]

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