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AAS“碳专项”专刊封面论文:利用卫星观测和高精度反演方法改进中国地区碳通量的计算
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2017-09-05 | 【 【关闭】

  气候变化是当今社会关注的热点问题之一,人类生产活动和化石燃料的燃烧,向大气中排放了大量的二氧化碳(CO2),IPCC2007评估报告表明,自工业革命以来增加的大气CO2的正的辐射强迫约为1.66W m-2,是造成全球增温的最重要的温室气体。除了人类活动外,植被在全球CO2循环中也起到了较为重要的角色,其光合作用是最主要的CO2吸收源,而其呼吸作用又会排放CO2。目前由于探测资料的缺乏,人类对CO2源与汇的了解以及气候变化的研究仍然存在较大的不确定。 

  CO2的监测,不仅需要获取其时间-空间分布状态,而更为重要的目的是获取其源与汇的信息。温室气体排放量一般通过地表通量的测量进而确定,但是大范围,特别是区域尺度的通量无法直接测量。卫星可以测量全球覆盖的大气CO2浓度,最终CO2的源、汇则通过资料同化的方法,使用卫星观测的CO2浓度进一步计算得到。 

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碳源、汇卫星探测方法概念图 

  中国科学院吕达仁院士主持的“碳专项”——“卫星反演的净排放” 项目团队的杨东旭博士、刘毅研究员与合作者应用中国科学院大气物理研究所研发的基于卫星观测的大气CO2浓度反演算法(Institute of Atmospheric Physics Carbon Dioxide Retrieval algorithm for satellite remote sensing, IAPCSA) GOSAT卫星资料进行反演实验,获取了高精度的全球大气CO2浓度资料,有效提高碳通量的计算精度,从而降低温室气体排放在气候变化研究中的不确定性。https://link.springer.com/article/10.1007/s00376-017-6221-4 

  

  《大气科学进展》2017年第8碳专项专刊封面。封面展示了作者应用中国科学院大气物理研究所研发的基于卫星观测的大气CO2浓度反演算法(Institute of Atmospheric Physics Carbon Dioxide Retrieval algorithm for satellite remote sensing, IAPCSA) GOSAT卫星(封面中所示卫星)资料进行反演实验,反演获取的CO2浓度产品应用于CarbonTracker-China CT-China)进行中国地区碳源汇计算。图中填色图表示卫星观测的全球碳通量,其中红色表示碳排放较强的地区,图中直线排列的球型原子直观的表示了大气二氧化碳分子。 

  在这篇封面论文中,作者介绍了在中国科学院“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”战略性科技先导专项的支持下建立的碳通量计算系统,实现了从卫星观测到碳通量计算。该系统由两部分构成:中国科学院大气物理研究所研发的基于卫星观测的大气CO2浓度反演算法和中国科学院地理科学与资源研究所研发的CarbonTracker-ChinaCT-China)碳同化系统。他们使用日本Greenhouse gases Observing SATelliteGOSAT)卫星观测资料进行大气CO2浓度反演和碳通量计算。为提高IAPCAS反演产品的质量,他们研发了一种基于观测参数和反演参数的质量控制方法,用于数据筛选和偏差订正等反演产品的优化,最终25~30%被认为是高质量产品,可供数据分析和碳通量反演使用。结合地表覆盖类型和人口密度,他们分析了大气CO2浓度的季节变化特征。使用IAPCAS的反演产品,应用CT-China开展了中国地区碳通量的计算实验,结果表明净生态系统CO2交换量为−0.34 Pg C yr−1 (±0.08 Pg C yr−1)。理论上讲,与仅使用地基观测相比,使用卫星资料的碳通量计算可以有效降低85%的不确定性。 

  

  该论文发表后,得到《中国气象报》的关注,并被《中国气象报》科技版报道。 (编辑室供稿)

  论文信息: 

  Yang, D. X., H. F. Zhang, Y. Liu, B. Z. Chen, Z. N. Cai, and D. R. Lü, 2017: Monitoring carbon dioxide from space: Retrieval algorithm and flux inversion based on GOSAT data and using CarbonTracker-China. Adv. Atmos. Sci., 34(8), 000–000, doi: 10.1007/s00376-017-6221-4. 

  https://link.springer.com/article/10.1007/s00376-017-6221-4    

  http://159.226.119.58/aas/EN/10.1007/s00376-017-6221-4  

    

    

    

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