管理加拿大西部的甲烷浓度：为实现净零目标而采取的气候行动

《International Journal of Remote Sensing》：Managing methane concentrations in western Canada: climate actions towards a net-zero target

本研究针对加拿大西部甲烷时空动态监测不足的问题，提出整合Sentinel-5P浓度数据和GIS空间分析方法，结合卫星-库存一致性筛选，生成热点与持久性地图，揭示秋冬季浓度峰值与当地工业、农业及取暖活动的关联，为省级减排政策提供空间依据，助力全球甲烷减排目标达成。

　　

摘要

甲烷是一种强效的温室气体，导致全球近三分之一的升温现象，但其空间和时间动态特征尚未得到充分理解。本研究通过为2019至2024年期间的加拿大西部地区提供一套综合的甲烷监测策略来填补这一空白。我们采用经过质量筛选的浓度绘图方法，结合多时相的Sentinel-5P甲烷浓度数据（XCH?）和基于GIS的Jenks分类技术，生成了具有可重复性的热点区域分布图和甲烷浓度持久性地图。此外，我们还引入了一种不受卫星类型限制的评估方法——通过Spearman’s ρ系数和自助法计算的Pearson’s r系数来进行数据一致性评估，从而超越了传统空气质量监测的范畴。研究结果表明，甲烷浓度持续上升（增幅为1801–1878 ppb），尤其在秋季和冬季达到峰值，这与当地的工业活动、农业活动以及能源需求密切相关。这些热点区域主要分布在加拿大西部的四个省份（不列颠哥伦比亚省、阿尔伯塔省、萨斯喀彻温省和马尼托巴省），对当地居民构成了潜在威胁；而马尼托巴省东北部的热点区域则可能对脆弱生态系统造成破坏。为提高数据的可解释性和重复性，我们加入了非参数变异性分析工具，以透明地反映时间采样误差，并提升各省份数据之间的可比性，为决策支持提供参考。因此，我们建议将Sentinel-5P数据纳入省级甲烷监测和报告体系，作为加拿大环境与气候变化部门发布的排放清单的补充。此举能够通过基于浓度的热点区域优先级评估来完善基于清单的模型，从而将减排措施精准地落实到高风险区域。这些信息对于实现到2030年全球甲烷排放量减少75%的目标以及实现可持续发展目标3、13和15至关重要。