美國約有360萬口廢棄或孤兒油氣井，甲烷（CH?）年排放總量估計為0.23–2.6太克（Tg），其中10%以下的“超級排放源”可能貢獻超過90%的總排放量。由于這些井多處于無業(yè)主監(jiān)管、位置偏遠、排放差異大，國家和州政府亟需一種高靈敏度、成本可控、可擴展性強的泄漏量化方法，以優(yōu)先確定封堵對象并進行碳減排核算。 當(dāng)前多數(shù)遙感平臺（如衛(wèi)星、航空）對于10 kg/h 以下的泄漏無探測能力，而傳統(tǒng)方法如艙室法、渦動相關(guān)法則受限于成本、布設(shè)難度與空間分辨率。因此，現(xiàn)場地面?zhèn)鞲衅?無人機平臺結(jié)合的新型觀測系統(tǒng)正在成為突破點。來自洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）等單位的研究團隊采用Aeris MIRA Pico 與 MIRA Ultra 中紅外激光氣體分析儀，構(gòu)建了一個多平臺、多距離、近地面與空中協(xié)同的觀測與反演體系，重點解決以下問題：
如何可靠地定量低于10 kg/h 的中等強度孤兒井排放？
如何在野外排除背景干擾并區(qū)分污染源？
如何構(gòu)建適用于單傳感器布設(shè)的大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)路徑？
本研究針對新墨西哥州Hobbs地區(qū)一口已識別的高排放孤兒井Foster 1S進行野外采樣。該井歷史上具有高壓甲烷積聚，存在主泄漏（閥門放空）與次泄漏（套管微滲）兩種排放路徑。
使用4套激光光譜儀，沿主風(fēng)向部署于7.5m、15m、22.5m與47m位置，所有儀器采樣頻率為1 Hz，傳感器高度約1.6 m，與煙羽高度一致。
7.5 m：MIRA Ultra（測CH?+C?H?+C?H?）+風(fēng)速儀
15 m：MIRA Pico（CH?+C?H?）+風(fēng)速儀
22.5 m：Picarro G4302（CH?）
47 m：MIRA Pico（CH?+C?H?）
搭載MIRA Pico Methane-Ethane分析儀與Trisonica Mini風(fēng)速儀（該平臺在團隊之前發(fā)表的文獻中有詳細的描述與介紹https://mp.weixin.qq.com/s/XbynsHsgD2_2P-fjpyPgqw），沿多個橫截面（60–140 m）多高度反復(fù)穿越煙羽，獲得橫向濃度積分?jǐn)?shù)據(jù)，并通過風(fēng)速矢量轉(zhuǎn)換為通量估算。
地面反演法（Pico/Ultra）：10.53 ± 1.16 kg CH?/h
直接流量法（Ventbuster）：9.0 ± 0.25 kg CH?/h
誤差約15%，優(yōu)于傳統(tǒng)方法（偏差高達數(shù)倍）
地面反演：0.67 ± 0.08 kg CH?/h
UAS 穿越：0.38 ± 0.10 kg CH?/h
觀測前后間隔2小時，風(fēng)速與方向相近，驗證兩者一致性
MIRA Pico（15 m）測得 C?H?/CH? 比為0.121 mol/mol
實驗室氣相色譜GC比值為0.124 mol/mol
證明觀測值來自Foster 1S，未被區(qū)域背景或生物源干擾
CH?-C?H? 同時測量的科學(xué)與應(yīng)用意義
?污染源甄別：石油天然氣逸散有C?H?，生物源甲烷無；乙烷比例穩(wěn)定性可直接識別油氣源
信號濾波與校準(zhǔn)：使用C?H?作為輔助參數(shù)識別混入背景風(fēng)、非典型突增等異常
多組分排放核算：未來可支持聯(lián)合甲烷+VOC排放因子體系建設(shè)，適用于碳核查、政策執(zhí)行
本研究展示了一套由Aeris MIRA Pico / Ultra 中紅外激光氣體分析儀構(gòu)成的地面-無人機協(xié)同觀測體系，結(jié)合實測風(fēng)場與煙羽反演模型，實現(xiàn)在不依賴大型平臺或高昂設(shè)備條件下，對孤兒油氣井 0.5–10 kg CH?/h 范圍排放的高精度定量。其主要貢獻包括：
構(gòu)建了一種 低成本、高靈敏、可規(guī)?；瘡?fù)制 的甲烷泄漏監(jiān)測技術(shù)路徑；
提出以 實測煙羽結(jié)構(gòu) 替代傳統(tǒng)穩(wěn)定度模型的新方法，顯著提升反演準(zhǔn)確性;
驗證了 CH?-C?H? 同步觀測在源識別與背景排除中的關(guān)鍵價值。
在孤兒井?dāng)?shù)量龐大、排放異質(zhì)性強的現(xiàn)實背景下，該技術(shù)體系具備大范圍推廣潛力，并可進一步擴展至城市天然氣管網(wǎng)泄漏監(jiān)測、設(shè)施級排放監(jiān)管、碳信用核算等領(lǐng)域，成為下一代甲烷減排與氣候行動支撐工具的基礎(chǔ)。
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