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一项最新的科研末端通过整合无东谈主机数据、卫星不雅测以及大地通量测量时代,深切调研了肯尼亚反刍动物的甲烷排放情况。这项商量代表了在撒哈拉以南非洲地区哄骗无东谈主机量化畜生甲烷排放的创举性接力。 同期,这亦然首批针对骆驼甲烷排放进行测量的实地商量之一,而骆驼行动碳排放源在以往的商量中始终被淡薄。
宇宙边界内,来自畜牧业的甲烷排放约占东谈主类行动引起的甲烷总排放量的三分之一。关联词,在好多地区——尤其詈骂洲——这些排放源的散播舆图仍依稀不清。
商量东谈主员使用配备甲烷传感器的无东谈主机,在放牧前后的不同期段飞越牛群、山羊群、绵羊群和骆驼群,精确捕捉甲烷浓度数据。大地的通量塔则追究提供风速与风向的及时监测。
这项商量在肯尼亚的卡皮提商量站开展,由奥斯陆大学、海外畜牧商量所、挪威生物经济商量是以及米兰大学互助完成。初期测试飘舞则在挪威北部的特约塔商量站进行。发表在《生物地球科学》杂志上的商量末端,有望为畜生甲烷排放提供更准确的估算,进而解救将其纳入时事模子和国度温室气体清单。
“这项商量解说,无东谈主机不错灵验地监测偏远或环境挑战较大地区的排放情况。在这些场地,传统的呼吸室测量法往往无法履行,稀零是针对骆驼等大型动物。”奥斯陆大学该商量的第一作家阿卢埃特·范霍夫表示。
范霍夫的商量要点是确立测量和筹算温室气体(如甲烷和二氧化碳)排放的新智力,其中包括哄骗装载传感器的无东谈主驾驶飞翔器来监测农业排放。她补充谈,这种智力极具天真性,商量东谈主员不错左证动物的移动轨迹进行跟进,并在不打扰动物的情况下,越过数日、在不同时期段聚积数据。
这篇题为《通过和会无东谈主机、通量塔和卫星数据臆测非洲畜生甲烷排放》的著述是轮回农业温室气体商量气象的一部分。该气象旨在揭示农业系统怎样通过增强轮回性、减少温室气体排放,并在多轨范上提供生态系统办事。
商量东谈主员选拔了一种贝叶斯臆测智力,将无东谈主机获取的甲烷测量值、通量塔的风力数据与大气扩散模子贯串洽。这种概松懈智力充分沟通了数据中的不细则性,并整合了先前的学问储备,从而生成了更为可靠的排放估算。
实验对比了三种旅途:
贝叶斯臆测(基于数据的概率化智力);质料均衡法(基于界说区域内甲烷的流入与流出);政府间时事变化成心委员会二级估算(基于饮食、行动和动物类型的轨范化值)。商量东谈主员评估了不同智力所得末端与IPCC估算值的接近进程。
“咱们发现,贝叶斯臆测法产生的末端与IPCC二级估算保握了高度的一致性,幸运彩即使是对于山羊和绵羊等低排放动物亦然如斯。这标明该智力在商量设定的条目下既可靠又慎重。”范霍夫说谈。
比拟之下,质料均衡法往往会高估低排放动物的排放量,这默示了该智力在应付轻细排放源时的局限性。
挪威生物经济商量所商量教师、轮回农业温室气体气象追究东谈主维贝克·林德追究筹算受监测畜生的IPCC二级排放估算值。
“二级估算值整合了详备的畜群或个体数据。在这项商量中,数据沟通了肯尼亚当地的实质情况,包括畜生品种和饲料质料。咱们哄骗这一智力,基于动物的体重、年岁、摄入量和饲料养分水平,对个体排放进行了精确估算。”林德先容谈。
该商量的另一项改进在于整合了高光谱卫星数据。米兰大学的商量东谈主员哄骗意大利航天局普瑞斯玛卫星捕捉的影像,在无东谈主机功课时期对卡皮提农场进行了同步不雅测。
其中枢意见在于评估高光谱卫星传感器能否探伤到与畜群位置及潜在甲烷排放干系的景不雅特征。相通卫星影像被用于识别大型排放源,如工业气体透露。因此,商量东谈主员越过渴慕探索卫星是否能奏凯或蜿蜒地探伤到与畜牧业排放干系的空间荒谬。
末端透露,卫星图像精确地探伤到了畜群所在位置的荒谬。关联词,当今尚需进一步商量来细则这些荒谬是由高浓度的甲烷引起的,还是由于植被变化或泥土湿度等其他身分导致的。
“固然这仅仅一项探索性分析,但末端标明,通过将无东谈主机与下一代天基高光谱传感器接洽,具备在景不雅轨范上对点源排放进行多轨范评估的宽阔后劲。”米兰大学副教师弗朗切斯科·彼得罗·法瓦表示。
商量中展示的智力不错类比为在舆图上不断放大的经过——从宏不雅的全景俯瞰一直深切到单个像素的细节。
“卫星匡助咱们识别排放源,而无东谈主机则提供了对于排放浓度和日变化(如喂食前后)的信息。”林德解释说。在更微不雅的轨范上,个体动物的排放则不错通过呼吸室、六氟化硫示踪气体时代或面罩法来测量。
林德追究谈:“尽管无东谈主机展现出宽阔的远景,但当今仍需要得回认证的操作员和数据大家,这放弃了大巨额农场主的使用。尽管如斯,这项时代在识别排放源和估算排放限度方面领有极强的后劲。”
精确且原土化的测量对于制定灵验的减排策略至关迫切。这项商量鄙俚为饲料补贴、放牧推行和减排计谋的磋磨提供科学依据,尤其是在那些数据匮乏的地区。
此外,该商量也为将甲烷舆图扩张到其他排放源(如湿地、垃圾填埋场和永冻土熔化区)奠定了基础。为了提高其在复杂景不雅中的适用性,已往的监测框架必须具备科罚多个扩散源和近似排放羽流的才智。
正如阿卢埃特·范霍夫所言:“鄙俚从事一项信得过鄙俚产生篡改的商量令东谈主立志。测量奶牛的甲烷排放不仅是一项时代挑战,更是解救时事和农业决议的一种方式。”
她当今正接力于于哄骗机器学习优化无东谈主机的飞翔旅途,使无东谈主机鄙俚在位置未知的环境中自主探伤和估算甲烷源。范霍夫将其刻画为“嗅出奶牛的位置”。 这项时代冲突有望在已往的监测任务中进一步普及遵循和准确性。
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