通过结合卫星、航空和地面观测来追踪畜牧业的气体排放

畜牧业会产生强大的温室气体——甲烷,它会将热量困在大气中(像二氧化碳一样)。该行业还会产生氨气,氨气会导致颗粒物(烟雾)的形成,吸入后会产生危险,并影响阳光和气候。然而,排放量是不确定的,因为排放量随季节、奶牛场和地区的不同而不同。现实世界的研究是必要的,但可用的研究太少了。

IASI卫星对痕量气体排放的月平均测量。manbetx登录下载科学地图集

图1所示。IASI卫星对痕量气体排放的月平均测量。氨柱浓度曲线图形成的金字塔形显示了季节变化趋势。

我们之所以研究奇诺乳业综合体,是因为它与洛杉矶盆地大部分城市的其他乳业和氨源隔绝。数据由AMOG测量员(一个移动空气质量和气象实验室,在以高速公路速度行驶时进行测量)收集,范围从区域到单个奶牛场的单个建筑物。与AMOG一起的是MISTIR,它测量大气氨柱(从地面到太空的氨量)。提供支援的是Mako,一种机载成像光谱仪,可以绘制出整个地区的氨含量。最后,IASI卫星带来了对洛杉矶盆地9年观测的范围和背景。IASI数据按月分离,以确定季节变异性。

这项研究的主要发现是,季节变化——氨的900%——比其他氨养殖研究报告的要大得多,高出三倍或更多。该研究提出,这是由于传统排放造成的——今天的乳制品排放包括今天的奶牛和过去几年甚至几十年的奶牛粪便。支持这一结论的是,近几十年来,中国的城市化将许多奶牛场变成了住房。Mako氨地图(图2)清楚地显示了从Chino东南部的住房开发中扩散的氨源,而不是西北的住房,那里从来不是奶牛场。Mako观测到的弥漫性遗留羽流,通过AMOG数据(如图所示)和MISTIR数据(未显示)进行了验证。

精细尺度的观察还揭示了畜牧业实践——例如废物管理技术——对微量气体排放的重要性。AMOG的测量是在各个奶牛场周围进行的,因此观察到来自奶牛场不同区域的不同排放水平。现实世界的研究——比如目前的研究——可以反映实践对排放的影响。一个满是奶牛的奶牛场所产生的排放量不仅仅是每头奶牛的微量气体排放量乘以一个工厂的奶牛数量。更集中、更大规模的奶牛场产生的排放成倍增加。例如,密度较高的奶牛场会让粪便堆积起来,防止粪便干燥,从而停止气体排放。

由于高温和灌溉/降水使得微量气体的释放速度更快,奶牛粪便的排放物在数年后仍会释放出来。这些过程也会影响遗留排放,变化的条件会影响释放到大气中的氨的量。

通过结合来追踪畜牧业排放的气体。manbetx登录下载科学地图集

图2所示。这张地图显示了Mako航空数据(地图表面的颜色),并用AMOG数据(彩色圆形针)验证了这些发现。左上角是AMOG测量员的照片。

这篇论文的发现揭示了对乳制品排放预算的严重低估。到目前为止,当奶牛场及其土地被转换为其他用途时,它们的排放量在库存中被计算为零-没有奶牛,没有排放-但实际上持续释放数年或数十年。这些遗留的排放应该被考虑在内,否则我们将继续对这种污染源视而不见。随着越来越多的奶牛场从洛杉矶盆地转移到农业地区,这些被低估的排放预算将成为一个更大的问题。不仅新的奶牛场会释放有害气体,而且过去的奶牛场所在的土地在未来的许多年里还会继续释放有害气体,而且很可能无法解释。这些结果可以推动行业改善库存、预算、法规制定和执行。

夏洛特·马斯顿,艾拉·莱弗
国际气泡学研究,索尔旺C官方manbetx手机版A,美国

出版

通过融合空气/地面遥感与来自中国乳业综合企业的季节背景,验证奶牛畜牧业排放的移动原位测量。
Leifer I, Melton C, Tratt DM, Buckland KN, Chang CS, Frash J, Hall JL, Kuze A, Leen B, Clarisse L, Lundquist T, Van Damme M, Vigil S, Whitburn S, Yurganov L
环境污染。2018年11月

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