基于GEOSChem模式的全球二氧化碳通量模拟评估研究

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对二氧化碳(CO2)通量的准确定量表征是研究气候变化进程、评估生态系统碳源碳汇功能、制定减缓气候变化政策的重要科学基础.目前,国际上常用的基于大气反演的CO2通量数据产品有两套:由欧洲中尺度预报中心实施,哥白尼大气监测服务发布的碳通量数据(CAMS)和美国国家海洋和大气管理局开发的CarbonTracker2019B碳通量产品(CT2019B).本研究基于GEOS-Chem模式,对上述两套碳通量数据产品进行了2015-2018年大气模拟,与卫星和地基CO2观测数据进行验证,评估了两套碳通量数据的不确定性以及模式初始CO2浓度场对模拟结果的影响.应用OCO-2卫星柱浓度(XCO2)的验证结果表明,基于CAMS通量的大气XCO2模拟结果均方根误差小于1.5ppm,而基于CT2019B通量的XCO2模拟均方根误差小于2ppm.与CAMS通量模拟结果相比CT2019B通量的模拟均方根误差较大(1.5～2ppm)的区域主要位于地基观测数据缺乏和下垫面较为复杂的地区,如非洲中部和南部,南美洲北部等.而基于卫星遥感约束反演的CAMS通量在地基观测数据缺乏的区域模拟不确定性相对较小.应用ObsPack地基CO2观测浓度验证结果表明,CO2模拟准确性受局地环境影响较大,在南半球、海洋、极地以及偏远的陆地区域,模拟的均方根误差一般小于3ppm,而在北半球中高纬度等环境更为复杂的陆地区域,模拟浓度的均方根误差可达5ppm.模型初始场的误差对全球模拟结果的影响持续时间达数年,初始场中约-0.2～0.4ppm的空间不均匀的CO2柱浓度偏差经过大气传输一年、全球混合均匀后稳定在0.25ppm附近.
作者：孔亚文 郑博 张强
作者单位：清华大学地球系统科学系清华大学深圳国际研究生院
母体文献：第一届全国碳中和与绿色发展大会论文集
会议名称：第一届全国碳中和与绿色发展大会  
会议时间：2021年9月26日
会议地点：深圳
主办单位：中国环境科学学会
语种：chi
分类号：S79S71
关键词：大气监测  二氧化碳通量  卫星遥感  反演精度
在线出版日期：2021年11月12日
基金项目：
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2024-12-1 09:39 上传 基于GEOSChem模式的全球二氧化碳通量模拟评估研究.pdf

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