独特的传感器网络可测量温室气体

MUCCnet传感器网络的测量设备是由慕尼黑工业大学（TUM）的TUM电气和计算机工程系的环境传感和建模主席Jia Chen教授建立的，位于Taufkirchen的一栋建筑物的屋顶上。图片来源：F。Dietrich / TUM

传感器网络MUCCnet（慕尼黑城市碳柱网络）由五种用于分析太阳光谱的高精度光学仪器组成。他们测量气体二氧化碳（CO 2），甲烷（CH 4）和一氧化碳（CO）的浓度。由于每种气体都有自己独特的光谱“指纹”，因此可以在仪器和太阳之间的空气列中确定这些气体的浓度。

贾晨教授说：“通过测量大气的垂直柱，可以消除局部扰动，例如相邻烟囱的不成比例的影响。因此，这种类型的温室气体平衡被认为特别坚固和准确。”

在慕尼黑及其周围五个地点进行的测量

MUCCnet的一种测量设备位于TUM的主校园中，用于测量城市内部的浓度。慕尼黑市边界的所有四个主要方向上还有其他四个设备（北：奥伯施莱伊斯海姆，东：费尔德基兴，南：陶夫基兴和西：Graefelfing）。

Chen用简单的术语解释了该原理：“我们在城市的上风处设置了一个传感器，在第二风向处设置了一个传感器。因此，第一个传感器与第二个传感器之间的气体增加一定是从城市内部产生的。” 为了覆盖尽可能多的风向，每个主方向上都有一个传感器。通过输入传感器数据和气象参数，高性能计算机可以创建城市的空间分解的排放图。

使用测量数据来改善计算出的排放数字

根据《巴黎气候协定》，不需要大气测量即可达到排放目标。“相反，我们在新闻中听到的排放量是基于计算的，”陈教授解释说。

慕尼黑工业大学（TUM）TUM电气与计算机工程系TUM的环境传感和建模主席Chen Chen教授在位于慕尼黑大学主校区建筑物屋顶上的MUCCnet传感器网络的测量设备上慕尼黑的TUM。图片来源：A。Heddergott / TUM

除其他事项外，这使得不可能检测到迄今未知的来源，例如天然气管道中的泄漏。因此，贾震教授的团队和项目负责人弗洛里安·迪特里希（Florian Dietrich）创建了MUCCnet，以高精度测量排放，这可以减少计算的不准确性。

电晕锁定是测量数据系列的自然实验

当前的电晕危机为研究人员提供了一个有用的自然实验，因为由于2020年春季以及2020/21冬季两次德国禁运以及严重的空中交通限制，城市温室气体排放量发生了变化，可以使用验证测量结果以及大气传输模型。

不幸的是，CO 2的寿命非常长（数百年），测量结果表明，即使是这种大流行这样的全球性事件，也无法阻止大气中CO 2浓度的逐年增加。

可以在线访问测量数据

自2021年初以来，研究人员已经运营了一个网站（spheric.ei.tum.de），该网站不仅向所有人提供测量数据，而且还介绍了使用的设备以及获取数据的原理。有兴趣的各方可以在门户网站上找到温室气体浓度的绝对值，并且可以例如在不同位置的站点之间进行比较。

陈教授说：“由于气候变化是一个全球性问题，因此慕尼黑网络应该只是第一步。” 未来，Chen的团队计划利用现有温室气体卫星的测量结果来扩展在慕尼黑全球范围内开发的方法和模型，从而为理解和解决气候问题做出决定性的贡献。

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