2020年，印度新德里一座混凝土建筑外安装了多台空调。

随着国家的发展，空调(比如新德里的这些空调)数量激增，释放出消耗臭氧和温室气体。信贷:Biplov Bhuyan /印度斯坦时报》通过盖蒂

在1987年《蒙特利尔议定书》签署后的几十年里，似乎一切都在朝着恢复保护地球的平流层臭氧层的方向发展。然后，在2018年，一个令人震惊的发现出现了:被禁止的氟氯化碳-11 (CFC-11)的新排放，它会破坏臭氧层。它的生产和使用已于2010年在全球范围内被禁止。

这是一个警钟。但这种意外不会是最后一次，除非人们很快采取措施，改善对破坏臭氧层和导致气候变化的其他气体的监测。

《蒙特利尔议定书》被誉为成功条约的光辉典范:它得到了普遍批准。然而，正如氟氯化碳-11事件所表明的那样，如果不能确保个别缔约方遵守，即使是最好的条约也不能得到维护，最好的法规也不能得到执行。由于这个原因，许多地方和地区的空气质量政策未能达到他们的目标。纠正措施需要知道排放的是什么，排放的多少和排放地点。

诀窍在于“信任但要核实”，就像核裁军常说的那样。这一宗旨是成功的《全面禁止核试验条约》的基础，该条约监督全世界关键区域大气中诊断性放射性核素和同位素的测量和追踪。确保地球的健康与核安全同样至关重要。

今天的许多环境条约都依赖于“自下而上”的报告。《蒙特利尔议定书》取决于对氟氯化碳和其他卤化气体的生产和消费的国家核算。当然，非法或虚假的生产和排放没有报告，就像CFC-11的例子一样。最终，大气会发生什么变化，取决于实际排放量。此外，在一个地方生产的产品最终会在其他地方产生排放。因此，以国家为单位的报告是一种不完整的、可能不可靠的追踪当地和地区排放的方式。同样，《巴黎协定》也依赖于各国量化自己的温室气体排放。

幸运的是，排放也被“自上而下”地绘制和统计。卫星和全球监测站提供了大气中持续存在的气体丰度的总体情况。这种全球监测可以量化报告的总量与大气中积累的总量之间的不匹配。但从太空中很难瞄准特定的来源。

为了在国家或区域一级采取行动，需要进行地面观测。这种监测站的网络是存在的，但覆盖范围存在巨大的漏洞，特别是在中低收入地区，这些地区的排放很可能随着国家的发展而上升。必须紧急填补这些监测空白。

侦探工作

卫星和全球监测测量结果证实，《蒙特利尔议定书》几十年来总的来说非常有效。大气中氟氯化碳的水平自1993年达到峰值以来一直在下降1．

但在2018年，研究人员报告称，大气中CFC-11浓度的下降从2012年开始放缓2．与此同时，韩国和日本在东海的空气监测站检测到的气体含量有所上升。当时的大气传输模型显示，全球检测到的大部分新排放来自中国东部3.．

的调查《纽约时报》确定了这些排放的主要来源。具有讽刺意味的是，中国生产聚氨酯泡沫保温材料的部分原因是迫于压力，要求改善建筑保温材料，以减少采暖和制冷的能耗4- - - - - -6．持续的大气监测显示，这些排放现在基本上已经停止，在全球范围内都是如此7在中国东部8．

这是伟大的侦探工作。但它依赖于一个幸运的巧合:排放来自频繁收集数据的监测站的逆风区。

下次不太可能出现这种情况。

卢旺达Mugogo山上的一个天然气观测站有多个天线，测量仪器安装在屋顶上。

卢旺达的Mugogo山天然气观察站是过去五年来建立的唯一一个新站。来源:卢旺达教育部(MINEDUC)

密切关注

目前有几个观测网络在测量消耗臭氧层和使地球变暖的大气气体的分布和趋势。其中包括地面国际合作，例如大气成分变化探测网络(NDACC)，该网络使用远程光学传感器收集全球气体浓度变化的信息。也有基于飞机的测量项目。有些使用民航，有些是政府资助的;这些可以识别出当地的排放，但却是零星的。

卫星可以追踪CFC-11和平流层中其他长寿物质的演变。它们还可以帮助确定当地大量温室气体的排放，包括二氧化碳和甲烷。但他们无法以足够的灵敏度测量接近地表的许多其他有害气体。此外，卫星只是周期性地经过，无法透过云层看到东西。

目前，最精确和准确的量化区域排放的方法是从地面。

这种高频测量的主要网络由高级全球大气气体实验国际联盟(AGAGE)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)操作。这些是发现和绘制意料之外的CFC-11排放图的关键。

这样的网络可以提供大量信息。使用自动质谱和光学技术的监测站现在可以每小时或更频繁地测量50多种气体的精确浓度(见“气体监测”)。或者，也可以用烧瓶收集空气样本，然后送到中心实验室进行分析。

燃气表

地面监测站监测着50多种浓度从百万分之一到万亿分之一的气体。这些包括:

二氧化碳(有限公司2）.最丰富、寿命最长的温室气体。

甲烷(CH4）.一种短命的强效温室气体。

一氧化二氮(N2O)。一种长期存在的臭氧消耗物质和温室气体。

氯氟烃。根据《蒙特利尔议定书》已逐步淘汰的消耗臭氧的工业化学品和温室气体。

氟氯化碳。氯取代氯氟烃的更温和、消耗臭氧的工业化学品;现在也被逐步淘汰。

氢氟碳化合物(HFCs)。取代氟氯烃和氟氯烃的工业化学品。它们并不消耗臭氧层，但许多是强效温室气体。

全氟化碳硫氮气体温室气体是最有效、最持久的温室气体，由高科技工业排放。

卤代。含溴工业气体是最强大的臭氧消耗物质之一。根据《蒙特利尔议定书》，它们基本上已被逐步淘汰。

氯碳化合物和bromocarbons。含有氯或溴的一系列天然和人为的臭氧消耗化合物。

只要观测站不受当地污染的影响，它们通常对其周围2000公里范围内的排放非常敏感。将空气运动模式、天气和测量到的气体浓度变化结合起来的模型可以追踪排放到其来源地区。随着时间的推移，通过整合这些模型，可以在每个站点的“足迹”区域内绘制和量化排放。中国东部的CFC-11排放事件就是这样发生的3.，8．

问题是存在大量盲点。AGAGE和NOAA站(见“排放跟踪的差距”)9覆盖发达国家的大部分地区。东亚、北美中部和西欧等地区的潜在排放样本相对较好。不包括南亚、西亚和中亚、东欧、整个南美洲、北美部分地区、东南亚大部分地区、澳大利亚和新西兰以及非洲大部分地区。在这些地区中，随着工业和经济的发展，排放预计将增加。

排放跟踪方面的空白。地图显示工作站和烧瓶位置。

资料来源:参考文献9，由布里斯托大学卢克·韦斯特和英国气象局阿利斯泰尔·曼宁提供

迄今为止，AGAGE、NOAA和其他地面观测网络的扩展在很大程度上是临时性的。它们的驱动因素包括科研人员个人的科学兴趣和需求、东道国和支持实体的资助兴趣和政策优先事项以及必要基础设施和后勤支持的可获得性。大多数车站都有几十年的历史了。在过去五年中，只在卢旺达建立了一个新站。

为了满足《蒙特利尔议定书》或《巴黎协定》的需要，世界需要一个更系统、更协调的国际方法来建造更多的空间站。联合国环境规划署的臭氧秘书处负责《蒙特利尔议定书》，它是为其管辖范围内的物质进行这种努力的潜在协调者。《联合国气候变化框架公约》和世界气象组织也可以发挥重要作用，特别是在《巴黎协定》所涵盖的强合成温室气体(如氟化气体)排放方面。

理想情况下，新电站应该位于排放区域的下风处，远离受污染的城市地点。为了确定一个提议的地点是否合适，研究人员可以使用观测系统模拟实验。这些模型模拟了大气输送模式的季节和年度变化。能够进行高频测量的仪器在一个地方长时间连续运行时最有用。

烧瓶取样可用于增加感兴趣区域的覆盖率。在中央实验室测量的烧瓶样品也可以发现和纠正不同站或方案之间的系统性偏差。为科学分析和政策制定提供高质量的数据，都需要严格的校准、验证和标准化技术。最重要的是，这些数据及其解释算法必须公开供政策制定者、监管机构和公众使用，就像AGAGE和NOAA网络的情况一样。

我们估计，在现有的网络上增加大约二十多个精心挑选的电台将提供良好的全球区域覆盖。这些监测站将监测本国境内以及邻国的排放。这将建立国际社会对全球网络的信心。

钱花得值

再加24个电台要花多少钱?大约3,500万美元的建立，加上每年400万至500万美元的运营。我们估计，建立一个高频测量站大约需要100万美元，加上仪器仪表和辅助设备大约需要40万美元。每个站每年的业务费用约为20万美元，很大程度上取决于人员费用。理论上，一个慈善组织可以为这样一个项目提供资金，从而也确保其不受国家偏见的影响。

与风险相比，这个价签是最小的。由于许多部署可能在低收入或中等收入国家，它们也将在那里建设科学能力。这有助于形成一个基础，以扩大这些区域的其他观测和建模能力，包括与气候有关的能力。

《全面禁止核试验条约》的80个大气观测站几十年来成功地监测了世界，并发出了核泄漏的警告。建立一个类似的网络来测量和模拟各种危险气体的区域排放，对于负责任的环境政策和管理至关重要。

我们无法管理我们无法衡量的东西。从长远来看，投资更多的地面高频监测站将带来巨大的收益。这是根据《蒙特利尔条约》和《巴黎条约》确保问责的必要条件。