近日，世界气象组织(WMO)发布通报称，2024年全球大气中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮三种主要温室气体的浓度再度刷新纪录，达到了人类历史上从未出现过的高位。据报告显示，2024年大气中的二氧化碳浓度相比工业化前水平上升了近50%，甲烷和一氧化二氮也分别达到了有记录以来的峰值。
因此随着全球气候变化加剧，温室气体的排放与浓度变化成为科学界和政策制定者关注的核心议题。二氧化碳、甲烷等主要温室气体正持续影响地球能量平衡。
主要影响的温室气体
二氧化碳(CO₂)：主要的温室气体，来自化石燃料燃烧、工业过程和土地利用变化（如森林砍伐等）。
甲烷(CH₄)：不仅会加剧全球变暖，还会恶化近地面空气质量，主要排放源包括农业(如稻田、反刍动物消化)、油气泄漏、垃圾填埋等。
一氧化二氮(NOX)：强温室气体，主要来自农业施肥（如氮肥使用）和工业排放。
臭氧（O₃）：由氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）在阳光照射下发生光化学反应生成的。可以理解为汽车尾气、工业排放等污染物在阳光下产生了臭氧。
六氟化硫(SF₆)等含氟气体：具有很强的温室效应，主要用于电力设备绝缘，尽管大气浓度较低，但其气候影响显著。
在此背景下，气体传感器技术作为环境监测的“感知先锋”，在科学研究、碳排放监管与气候治理中发挥越来越重要的作用。为应对气候变化、实现“双碳”目标提供了关键的数据支撑和技术手段。随着传感器技术的不断进步，其在温室气体监测中的应用正朝着低成本、高密度、实时化，智能化方向快速发展。
气体传感器的相关应用
1、二氧化碳(CO₂)传感器：通过在城市重要区域布设高精度传感器网络，结合气象数据与排放模型，实时监测大气中的气体浓度，绘制“碳地图”。可识别交通密集区、工业园区等“碳热点”，实现污染溯源与动态追踪，为智慧城市环境管理与低碳规划提供科学依据。利用搭载传感器的无人机或巡检设备，对特定区域进行“地毯式”排查，快速定位高排放源，为执法和应急响应提供支持。
2、甲烷(CH₄)传感器：主要用于监测天然气管道、垃圾填埋场、规模化养殖场、沼气工程、水稻种植区等领域的甲烷泄漏，农业(尤其是反刍动物养殖和稻田种植)是重要的甲烷排放源，通过布设传感器，实时监测CH₄等温室气体排放通量，构建“监测-预警-调控”一体化平台，为种养结合、粪污资源化等低碳农业模式提供数据支撑，创建减排措施，助力农业和低碳养殖。
3、六氟化气体(SF₆)传感器：主要用于电力行业(监测高压设备泄漏)、半导体制造等工业领域，部署高精度气体传感器，实时监测电力设备中的SF₆气体泄漏，确保设备安全运行，并减少温室气体排放。在变电站、配电室等封闭空间，监测SF₆浓度，防止因气体积聚导致人员窒息风险。有效预防因气体泄漏引发的安全事故，为实现减排与安全生产提供技术保障。
4、一氧化碳(CO)传感器：在城市交通干道、工业园区、钢铁、化工、发电等行业中，一氧化碳传感器是常规空气质量监测系统的核心组件。其检测数据不仅用于评估一氧化碳本身的污染水平，也常被用于校准和验证二氧化碳等温室气体的监测模型。在火灾、爆炸等突发事件中，传感器可以快速检测到一氧化碳浓度的异常升高，为应急响应提供早期预警，同时其数据也能帮助评估事件对区域碳排放的影响。
5、臭氧（O₃）传感器：在环保、工业园区等区域布设臭氧传感器网络，实时监测近地面臭氧浓度。在环卫车加装传感器及GPS定位，构建“走航式”监测网络，利用城市公共交通载体，实现道路级排放热点识别，覆盖范围广、响应速度快、成本低，适合大范围筛查，为执法监管和应急响应提供支持。
气体传感器已成为大气温室气体监测体系中不可或缺的一环，在城市精细化治理、工业泄漏预警、农业排放评估等方面展现出巨大潜力。展望未来，随着物联网和数字技术的深度融合，气体传感器将实现从“碳排放可视化”到“碳足迹可追溯”的关键跃升，通过构建起“监测-预警-调控”的闭环管理体系，助力实现“看得见的碳排放，管得住的碳目标”，为实现：“双碳”目标提供坚实的技术保障和数据支撑。
