全球卫星调查发现垃圾填埋场甲烷排放存在不确定性

自1965年以来，全球垃圾产量几乎增长两倍，2016年达每年20亿吨，预计2050年将再增70%。目前近70%的垃圾进入填埋场或倾倒场，其中有机物质厌氧分解产生甲烷。甲烷是寿命约9年的强效温室气体，人为排放量占当前全球增温（相对工业化前）的30%，是仅次于二氧化碳的第二大气候变暖诱因。垃圾处理产生的甲烷目前为每年3800万吨（占人为甲烷排放10%），2050年或达6000万吨，但通过禁止有机垃圾填埋、源头分类、回收或厌氧消化等措施，2050年排放量可降至1100万吨。

当前垃圾甲烷排放量估算主要依赖一级衰减模型（常用于国家及设施层面报告），但模型参数（如垃圾产甲烷潜力）不确定，且不同模型对相似设施的估算结果差异大。此外，从无管理的倾倒场到有衬层、覆盖层和气体收集系统的管理型卫生填埋场，垃圾处理方式也显著影响排放量。因此，独立观测至关重要，卫星则能提供全球覆盖的一致性数据。本研究利用1447次高分辨率卫星观测，对六大洲130个城市的151个垃圾处理场进行了全球甲烷排放调查。

卫星遥感可定位甲烷热点及超级排放源。过去十年，TROPOMI（空间分辨率7×5.5 km²）等卫星能识别城市区域的甲烷羽流，而GHGSat卫星（25×25 m²分辨率）可探测低至100 kg/h的局地排放。本研究结合两者，2021-2022年对47国130个城市的垃圾场进行观测，发现TROPOMI 2021年数据中1/3的甲烷羽流与城市相关，多数来自亚洲。

151个垃圾场中，GHGSat平均每站点观测5次，共检测到1085个排放羽流，中位排放率2.4 t/h，站点平均排放率1.2 t/h（含零检测）。反复观测显示，排放量与风速、温度等气象因素无显著关联。将垃圾场分为管理型填埋场（108个，有组织填埋结构如覆盖层）和倾倒场（43个，非正规垃圾堆放），发现两者总排放量无统计差异，但管理型填埋场单位面积排放量显著更低，印证覆盖封存等措施的减排效果。

关键发现是：卫星观测的排放量与国家报告（基于模型或气体捕获效率假设）及Climate TRACE模型估算无相关性（相关系数r分别为0.03和0.18）。例如，美国37个填埋场中14个的卫星排放量是报告值的两倍以上；基于气体捕获效率的报告常低估（2倍），基于废物衰减模型的报告常高估（1.5倍）。此外，卫星探测到的排放源多位于垃圾场的露天未覆盖区域（即新增垃圾的活跃区域），空间信息有助运营商精准减排。

本研究表明，高分辨率卫星能监测全球垃圾场甲烷排放，揭示当前估算的不确定性，强调需结合自下而上模型与独立观测以改进排放评估，其数据将助力制定更有效的气候 mitigation 策略。