近日，美國(guó)能源部先進(jìn)能源研究計(jì)劃署（ARPA-E）宣布投入1650萬美元，支持“農(nóng)業(yè)資源和管理中的可再生交通燃料監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)”（SMARTFARM）計(jì)劃下的6個(gè)研究項(xiàng)目，旨在開發(fā)與生物原料生產(chǎn)相關(guān)的溫室氣體排放現(xiàn)場(chǎng)量化技術(shù)，以更有效地支持生物燃料供應(yīng)鏈，并確保碳市場(chǎng)能夠激勵(lì)生產(chǎn)商改進(jìn)原料生產(chǎn)效率和碳管理。
具體項(xiàng)目如下：
（1）開發(fā)一種商業(yè)解決方案SYMFONI，以評(píng)估單個(gè)地塊的土壤有機(jī)碳和一氧化二氮（N2O）的動(dòng)態(tài)排放情況。該解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模放大，以實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)每個(gè)地塊的評(píng)估。SYMFONI是一個(gè)集成機(jī)載衛(wèi)星遙感、過程建模、深度學(xué)習(xí)、大氣反演、傳感和高性能計(jì)算的“系統(tǒng)體系”解決方案。（450萬美元）
（2）開發(fā)和部署一種埋入土壤中的分布式碳傳感器系統(tǒng)，能夠以超低的運(yùn)行成本探測(cè)多個(gè)深度的碳通量。該傳感器將提供高精度和實(shí)時(shí)的決策數(shù)據(jù)，用于經(jīng)濟(jì)高效的碳去除、封存和管理。（190萬美元）
（3）開發(fā)一個(gè)土壤碳測(cè)量和監(jiān)測(cè)綜合系統(tǒng)，以滿足當(dāng)前和未來農(nóng)業(yè)碳市場(chǎng)的需求。該系統(tǒng)將包括三個(gè)主要組成部分：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量硬件、選擇測(cè)量點(diǎn)的優(yōu)化空間采樣算法、利用國(guó)家土壤光譜庫現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的機(jī)器學(xué)習(xí)校準(zhǔn)。該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤碳儲(chǔ)量的快速、無損測(cè)量。（325萬美元）
（4）開發(fā)能夠量化N2O排放量的智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種自主傳感系統(tǒng)，使用大氣激光成像技術(shù)以高時(shí)間和空間分辨率監(jiān)測(cè)整個(gè)生長(zhǎng)季農(nóng)田內(nèi)不均勻的N2O排放，指導(dǎo)將農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)對(duì)氣候變化影響和環(huán)境危害降至最低的做法。（300萬美元）
（5）開發(fā)一種低成本農(nóng)田N2O排放測(cè)量系統(tǒng)，利用安裝在無人機(jī)上的激光傳感器來檢測(cè)農(nóng)田中的N2O排放。傳感器的測(cè)量結(jié)果將與人工智能軟件相結(jié)合并進(jìn)行處理，以準(zhǔn)確測(cè)量整個(gè)生長(zhǎng)季特定農(nóng)田的N2O排放量，為農(nóng)民種植生物經(jīng)濟(jì)原料作物提供切實(shí)可行的激勵(lì)措施，以改善耕作方式，減少溫室氣體排放。（197萬美元）
（6）將建造、驗(yàn)證和示范一個(gè)用于測(cè)量田間土壤碳和N2O排放的可靠且經(jīng)濟(jì)有效的集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)由四個(gè)部分組成：現(xiàn)場(chǎng)采樣和測(cè)量系統(tǒng)；改進(jìn)土壤碳和溫室氣體排放量化的過程建模；用于量化模型不確定性的詳細(xì)模型驗(yàn)證系統(tǒng)；用于大規(guī)模實(shí)施該系統(tǒng)的操作平臺(tái)。（184萬美元）
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