基于涡动及走航观测的晋东南煤矿区甲烷分布特征
刘艳秋1
秦凯2
COHEN Blake Jason2
康涵书1
胡玮1
鹿凡1
武晓晖3
杨成立3
1.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州2211162.中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州2211163.山西大地生态环境技术研究院有限公司,山西太原030000
摘要：甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体,在大气中的寿命仅为10 a左右,但其全球增温潜势却是CO2的几十倍.大气中的甲烷体积分数可以更加迅速地对温室减排活动做出响应,相较于CO2减排,控制和减少甲烷排放是短期内应对气候变化的最有效手段之一.煤炭开采行业是我国甲烷的最主要排放源之一.在碳达峰和碳中和的国家战略需求下,控制和利用煤炭活动产生的甲烷排放,必将成为"十四五"期间我国甲烷排放控制行动的重点,厘清煤矿行业的甲烷排放特征具有重要意义.煤炭开采活动产生的甲烷排放受到地质赋存、开采方式、利用情况等众多因素影响,传统的"自下而上"排放因子清单方法不确定性较大,基于大气甲烷体积分数观测数据的"自上而下"技术正成为监测核算甲烷排放的重要方法.2021年秋冬季,采用"固定+走航"相结合的观测手段,以我国典型的甲烷高排放区(晋东南煤矿区)为实验区域,获取一手观测数据,分析并揭示近地面甲烷体积分数特征及其潜在的排放源信息.结果表明:①甲烷体积分数的时空变化性强,煤矿区本底甲烷体积分数值是清洁本底的近1.7倍,极端高值可达本底值的40～50倍;②甲烷体积分数在1 d内的变化与煤炭生产活动密切相关,逐日变化受气象扩散条件影响较大;③绝大多数甲烷体积分数高值位于煤矿生产相关区域,但由于扩散作用的影响,煤炭生产对甲烷体积分数时空分布影响存在一定的空间偏离性和时间滞后性.地面"固定+走航观测"手段可以提供精细化的甲烷排放特征信息,研究结论可为基于观测"自上而下"地构建煤炭行业甲烷排放清单奠定一定基础.
关键词：煤矿区甲烷分布涡动相关走航观测时空分布空间异质性排放源
分类号：TQ536.1(煤化学及煤的加工利用)X71(农业污染、废物处理与综合利用)
资助基金：山西省科技重大专项计划揭榜挂帅资助项目(202101090301013)山西省研究生教育创新资助项目(2021Y035)
论文发表日期：2022-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 4395-4402 )
英文信息