2021/11/25
大氣中二氧化碳和二氧化氮等溫室氣體的增加是人眼看不見的,是導致全球暖化的原因。自 2009 年以來,在航空航天領域進行基礎研究、開發和應用的日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)一直使用溫室氣體觀測衛星「IBUKI」(GOSAT)監測地球上溫室氣體的增加情況。
下圖顯示,自 2009 年以來,IBUKI 捕獲的大氣中二氧化碳(溫室氣體之一)的濃度一直在增加。
IBUKI 觀測到的二氧化碳濃度(摘錄)
為了考慮減少溫室氣體排放的措施,有必要正確了解溫室氣體從哪裡排放和在哪裡被吸收。JAXA 的宗旨是運用透過從太空觀察大氣成分獲得的數據來減少溫室氣體排放。
2018年,ANA 控股公司的松本女士與一位從 JAXA 借調到 ANA 的人進行了交談。從談話中,她注意到「飛機的飛行高度低於衛星,所以如果能把傳感器(觀測設備)放在飛機上,或許可以獲得比衛星更詳細的數據。」為了為使用飛機的溫室氣體分析作出貢獻,JAXA 和 ANA 合作啟動了「GOBLEU 計劃*1」,這是一項演示實驗,透過衛星和客機觀察地球表面大氣成分的分佈(遙感)。
JAXA 成員與 ANA 控股航天事業開發組的松本女士(左三)和宮下先生(最左)
在 ANA 和 JAXA 的共同研究項目「GOBLEU 計劃」中,JAXA 將「IBUKI」衛星的觀測技術微型化,並將這小型觀測設備搭載在 ANA 航班上,沿飛行路徑觀測大氣成分(二氧化碳、二氧化氮等)的詳細濃度分佈。
在 ANA 航班上使用觀測設備觀測大氣成分。
具體而言,觀測設備可捕捉從地面反射的陽光。如果大氣中存在溫室氣體,部分光線會在設備捕捉到之前被吸收,光線到達設備時將減弱。該系統透過分析吸收的光量,能夠確定大氣中的溫室氣體量。
插圖顯示飛機上的觀測設備如何捕捉從地面反射的陽光。
衛星「IBUKI」是透過在大約 666 公里的高度觀察從太空反射到地面的光量來測量大氣成分的濃度。不過,此次聯合研究中,觀測設備將搭載在 ANA 的飛機上,從離地約 10 公里的高度進行觀測,這將使我們能夠獲得更高的解析度和更詳細的數據。
數據顯示衛星觀測和使用 ANA 飛機觀測之間的差異。
將 JAXA 觀測設備在 ANA 航班上獲得的數據與 IBUKI 等衛星在太空中獲得的數據相結合,現在可以按來源分析城市地區人類活動如交通和工業的溫室氣體排放量,單獨使用衛星是很難確定的。
在未來,研究成果將用於研究減少城市地區溫室氣體排放的措施,城市地區被認為是與人類活動相關的大部分溫室氣體排放的來源。此外,我們將提供有助評估溫室氣體減排效果的數據,希冀能為《巴黎氣候協議》作出貢獻,該協議要求世界各國採取措施減少溫室氣體排放。
JAXA 和 ANA 集團透過聯合研究,從太空和天空,為解決包括環境問題在內的全球社會問題做出貢獻,為實現可持續發展的社會而努力。
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