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大气二氧化碳（CO2）探测仪（ACGS, Atmospheric Carbon dioxide Grating Spectrometer）搭载于中国全球二氧化碳观测科学试验卫星（TanSat）,通过探测0.76 μm、1.61 μm、2.06 μm波段的反射太阳光谱,采用最优估计算法反演大气CO2浓度。满足高光谱分辨率和高精度CO2浓度反演需求,精确探测光谱波长的变化非常重要。本文以高分辨率太阳参考光谱的夫朗禾费吸收线作为参考基准,利用ACGS对太阳的观测光谱计算了ACGS三个谱段通道中心波长位置在一年内的变化情况。结果显示,三个谱段的波长变化在光谱分辨率10%以内,满足光谱定标精度需求。这种变化可能是由于仪器在轨状态变化引起,特别是在轨运行温度变化引起的。ACGS波长的微小变化需要在产品反演中进行修正。基于独立太阳夫琅禾费吸收线的在轨光谱定标方法不仅可以有效监测ACGS的光谱稳定性,还可以为L2产品的处理的提供参考信息。 相似文献
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卫星高光谱大气CO2探测精度验证研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
卫星高光谱大气CO2遥感探测对全球气候变化研究意义重大,卫星CO2反演产品的地基观测验证是获得产品精度评价、发现算法可适用范围和局限性的重要环节,因此地基高光谱CO2的观测验证研究对提高卫星产品定量精度至关重要。本文综述了当前国际上大气CO2探测卫星的研制进展,短波红外大气CO2的反演方法进展,重点阐述了地基高光谱CO2探测技术进展及其对卫星大气CO2的定量探测精度验证方法和技术研究进展,并对该研究领域未来的发展提出展望。 相似文献
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近红外波段 (1.6 μm) 遥感可探测大气CO2含量信息,应用于碳循环研究中。宽波段、高分辨率不但对仪器研制是一个挑战,而且巨大的数据量对观测的正演、反演也是一个挑战性课题。该文应用自由度及信息量分析法,对近红外高光谱波段中探测通道进行CO2信息量分析,选择前20~100个高信息量的CO2探测通道,并进行了反演模拟测试。结果表明:前20个高信息量通道占所有通道总信息量的76.4%,仅用所选的前20个通道进行反演,与所有通道参加反演的结果相比,误差增加0.3×10-6;通道数增至60时,信息量增加,通道数再增加,信息量则增加不显著;CO2反演误差存在相似的关系。在高CO2信息量分布上,弱吸收性质的1.6 μm波段和强吸收性质的2.06 μm波段表现出不同特点。 相似文献
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基于CESM地球系统模式,模拟研究不同CO2浓度变化情景下,在快响应阶段和平衡阶段,CO2通过影响大气辐射传输过程的辐射效应和通过影响植被气孔的生理效应对气候系统的影响和作用机制异同。试验结果表明,在CO2倍增的情况下,CO2辐射效应和生理效应都会引起全球地表的增温。辐射效应在两个阶段的地表增温中均起主导作用,而在快响应阶段,生理效应在全球陆表增温中贡献率达到了(27.5±0.9)%。CO2辐射效应和生理效应对全球水循环的影响有明显差异。在平衡阶段,CO2辐射效应使全球地表蒸散增加(5.2±0.1)%,径流量增加(8.0±0.4)%;而CO2生理效应使全球地表蒸散量下降(3.9±0.1)%,径流量增加(10.1±0.4)%。在快响应阶段,生理效应在蒸散量的变化中占据主导作用。在CO2倍增试验基础上,又进行了大气CO2浓度分别为400×10-6、600×10-6、800×10-6、1000×1... 相似文献
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利用光腔衰荡光谱(CRDS)技术在线观测了广州番禺大气成分站(GPACS)的大气CO2浓度特征,分析了地面风对CO2的作用。结果表明：(1)大气CO2在珠江三角洲地区存在明显的地域不均匀特征,2014—2016年期间GPACS的年均本底浓度比全球背景地区平均增加了22.5×10-6(22.5 ppm);(2)大气CO2浓度在春季最高,冬、秋季次之,夏季最低,年均值为426.64±15.76 ppm;(3) CO2的日变化为双峰结构,峰值分别在05:00—07:00和21:00—22:00,谷值在13:00—15:00,表明受到了自然过程以及人为排放源的复合影响;(4)风场显著影响CO2的浓度分布,春、夏季CO2浓度距平日变化与地面风速为显著负相关,秋、冬季则为显著正相关。在春、夏季,S-WSW和NNE-N风向上CO2浓度较低,在秋、冬季,SSE-S和N方向均导致CO2浓... 相似文献
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使用HadCM3L气候模式,针对突然增加的4倍CO2浓度和增加4%的太阳辐射强迫进行一系列理想化模拟试验,分析并比较了CO2强迫和太阳辐射强迫对气候系统的影响机制和异同。模拟结果表明,突然增加的4倍CO2浓度和增加4%的太阳辐射造成的长期全球表面平均温度变化基本相同,但二者造成降水的变化差异很大。气候系统对CO2和太阳辐射的响应可以分为快响应和慢响应两个部分,而降水的差异主要体现在大约1个月时间尺度内的快响应阶段,在这一时间段,陆地区域CO2的气孔效应减少了植被的蒸腾作用,导致降水受到抑制;海洋区域CO2的辐射效应会首先导致大气长波吸收增强,而海洋的比热较大,所以海表温度变化落后于低层大气,低层大气的垂直稳定度增加,海表向上蒸发受到抑制。此外,比较不同时间尺度上CO2对气候系统的影响,可以发现在1个月的短时间尺度上,对陆地而言,CO2的气孔效应对气候系统的影响占主导地位,但在数年以上更长的时间尺度上,CO2的辐射效应是导致地气系统温度升高的主要原因。 相似文献
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长江三角洲地区净生态系统二氧化碳通量及浓度的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
净生态系统碳通量(NEE)的计算对于准确模拟区域碳通量和大气CO2浓度的时空变化至关重要。本文利用中尺度大气-温室气体耦合模式WRF-GHG(Weather Research and Forecasting Model with Greenhouse Gases Module),对2010年7月28日至2010年8月2日期间影响长江三角洲地区大气CO2浓度及时空分布的各种过程进行了详尽模拟。结果表明,植被光合呼吸模型(VPRM)能模拟不同植被下垫面NEE的日变化;WRF-GHG模拟的大气CO2浓度日变化与观测相吻合,但低估了大气CO2浓度5~15 ppm(ppm表示10-6),这可能与人为排放源的低估、VPRM参数的不确定性以及气象场模拟的不准确性有关。太湖和植被覆盖较好的地区如浙江北部山区是该地区的主要碳汇,而城市为CO2的主要排放源。太湖和陆地生态系统对区域内碳循环起到一定的调节作用,减缓区域大气CO2浓度的升高。此外,局地气象条件如湖陆风对太湖周边地区大气CO2浓度有显著影响。 相似文献
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曹龙 《气候变化研究进展》2021,17(6):664-670
IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO2排放,这需要在很大程度上依赖CO2移除措施。AR6对CO2移除的主要评估结论如下：CO2移除有潜力从大气中去除CO2（高信度);如果CO2移除量超过CO2排放量,将实现净负CO2排放,降低大气CO2浓度,减缓海洋酸化（高信度);通过CO2移除方法从大气中去除的CO2会部分被海洋和陆地释放的CO2抵消（非常高信度);如果净负CO2排放可以实现并且持续,CO2引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化（例如海平面升高）仍会在未来的几十年到千年尺度上持续（高信度);不同CO2移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO2移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性（高信度）。 相似文献
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甲烷（CH4）是辐射强迫仅次于二氧化碳（CO2）的重要温室气体,减少CH4排放是控制全球增温,实现碳中和目标的必要手段。面对碳中和战略需求,快速定位排放源并定量监测CH4排放量,准确估算全球和区域CH4源汇分布,对减排措施的制定、实施和评价均具有重要的现实意义。此外,结合长期CH4观测数据和气候系统模型探索大气CH4浓度变化规律,是预测和积极应对气候变化的前提。IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019修订版正式提出了利用“自上而下”方法计算通量、核验排放清单的方法,表明获取全球范围内的高精度高时空分辨率CH4观测数据势在必行。为了实现碳中和目标,本文首先从大气CH4研究需解决的几个关键科学问题入手,分析了CH4的星载探测需求,总结了CH4星载探测的现状和发展趋势,并简要介绍了中国第二代碳卫星的设计思路。同时,星载CH4探测还依赖于高精度的反演算法提供可靠的数据产品,以实现监测和实际应用的目的。因此,本文进一步阐述了卫星遥感CH4反演算法及相应数据产品在排放量监测和通量反演中的应用,论述了提升反演算法计算效率和精度,开发甲烷烟羽快速识别算法和建立通量反演算法的必要性。最后,本文从探测、数据获取和应用的角度进行总结,表明了CH4卫星观测在碳中和目标实践中的科学应用潜能。 相似文献
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为了探究珠海凤凰山常绿阔叶林CO2通量与光合有效辐射的关系,提高用光合有效辐射和气象因子模拟CO2通量的水平,本文根据华南地区干湿季特征和Monin-Obukhov大气稳定度参数ζ,对凤凰山陆气相互作用观测塔站2015年11月1日至2018年5月4日间的通量、辐射和气象观测资料进行分类;分析了在干、湿季的不稳定(ζ<-0.1)、中性(-0.1≤ζ≤0.1)和稳定(ζ>0.1)三种大气稳定状态下,珠海凤凰山常绿阔叶林昼间CO2通量与光合有效辐射的关系,以及冠层上方气温、相对湿度、饱和水汽压差和浅土层土壤含水量的年变化特征;在此基础上,利用偏最小二乘回归法确定CO2通量变化的主要气象影响因子,并通过气象因子修正了CO2通量和光合有效辐射的关系。结果表明：在干季和湿季不同稳定度下,CO2通量与光合有效辐射之间存在一种非线性关系,随着光合有效辐射的不断增加,森林对CO2的吸收能力先迅速增强,之后逐渐平缓;在线性方程、对数方程和Mi... 相似文献
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为了研究中国大陆温室性气体CO2、CH4和N2O大气浓度的区域分布和变化特征以及与人类活动的关系,从1995~2000年,先后在青海瓦里关山全球大气基准站（36°18′N,100°54′E,3810 m）及河北中国科学院兴隆天文台（40°24′N,117°30′E, 940 m）,利用不锈钢瓶取样和气相色谱法分析,观测了两地大气中温室气体CO2、CH4和N2O的浓度及其变化情况。结果表明:兴隆和瓦里关山站CO2、CH4和N2O的同期年平均浓度分别为376.7×10-6和373.5×10-6,1886×10-9和1831×10-9,316.7×10-9和314.9×10-9。从1995~2000年,兴隆站CO2、CH4和N2O的年增长率分别为1.95×10-6,9.02×10-9和0.75×10-9。而瓦里关山站从1997~2000年,CO2、CH4和N2O的年增长率分别为1.41×10-6,9.95×10-9和0.82×10-9。两地大气中三种气体的浓度与年增长率与全球同类台站的观测结果接近。同时也在一定程度上反映了各自不同的环境背景特征。 相似文献
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针对目前利用层次分析法对CO2地质封存进行适宜性评价过程中,极少结合研究区域实际计算低层次评价指标权重,对适宜性评价结果又缺少进一步的分析,结合鄂尔多斯盆地的地质特征,通过计算指标组成权重和适宜性得分对盆地开展了CO2地质封存适宜性评价,并以适宜区杏子川油田长4+5盖层为例,开展了盖层封闭性评价实验研究。同时,采用相应的计算方法对鄂尔多斯盆地深部咸水层和油藏的CO2地质封存潜力进行了计算。结果表明：鄂尔多斯盆地在三叠系开展CO2地质封存的适宜性最好,石炭-二叠系和奥陶系则次之;杏子川油田三叠系延长组长4+5盖层对区域开展CO2地质封存具备良好的封闭性;鄂尔多斯盆地深部咸水层和油藏的CO2有效封存量分别为1.33×10 10 t和1.91×10 9 t,且在延长石油吴起、靖边及杏子川油田共有56个CO2地质封存适宜区,其CO2有效封存量可达1.77×10 8 t。 相似文献
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基于二维四象限图构建了一个量化大气污染控制和温室气体减排协同效应的评估指标,建立了量化评估协同效应方法;针对《大气污染防治行动计划》评估中能源结构调整和产业结构调整措施进行了协同效应量化实施效果评估。结果显示：所有实施的减排污染物的措施均有正的CO2减排协同效应,应该积极鼓励和推荐。实现CO2和SO2减排最大协同效应的措施是减少煤炭消费总量;此外,电力替代煤炭和油品、天然气替代燃煤等也可以实现较大的SO2减排,但其CO2的减排效果相对较小;淘汰小型燃煤锅炉可以实现较高的NO2和CO2减排;淘汰落后产能和化解过剩产能等也有较高的协同效应;SO2和CO2协同效应评估指数最高的是能源消耗下降措施,其次是燃料替代措施;NO2和CO2协同效应评估指数最高的是淘汰燃煤锅炉措施,其次是天然气替代燃煤措施;烟尘和CO2协同效应评估指数最大的是燃煤替代措施,其次是能源消耗下降措施。2013—2017年《大气污染防治行动计划》能源结构调整和产业结构调整部分措施的实施,实现了SO2减排2264.78万t,NO2减排656.1万t,烟尘减排469.18万t,同时实现了CO2减排14.62亿t,具有显著的正向协同效应。 相似文献
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使用维多利亚大学的地球系统模式进行模拟,选取1800-2500年间较高的CO2浓度情景（RCP8.5）,分析由于CO2增加引起的气候变化对海洋碳循环的影响。当气候敏感度为3.0 K时,相对于无气候变化,到2100年,由于大气CO2增加造成的气候变化导致海表面温度升高2.7 K,北大西洋深水流量减少4.5 Sv,海洋对人为碳的年吸收减少0.8 Pg C;比较人为溶解无机碳在海洋中的垂直累积分布,发现气候变化对海洋吸收大气CO2的影响在北大西洋区域最明显。1800-2500年,相对于不考虑气候变化的情景,模式模拟的气候变化导致整个海洋对人为碳的累积吸收总量减少23.1%,其中北大西洋减少32.0%。此外,比较不同气候敏感度（0～4.5 K,间隔为0.5 K）的模拟结果发现,气候敏感度越高,气候变化对海洋吸收CO2能力的抑制作用越明显。 相似文献
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A large number of experimental and theoretical investigations of carbon dioxide (CO2) spectra have been conducted since the most recent update of the High-Resolution Transmission Molecular Absorption (... 相似文献
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利用TCCON网站提供的北半球7个地面观测站CO2干空气混合比（XCO2）数据,对3种卫星反演的XCO2产品进行了验证,包括SCIAMACHY产品、NIES-GOSAT产品和ACOS-GOSAT产品。结果表明：卫星CO2遥感反演产品与地基遥感资料具有较一致的季节性周期变化,一年中月平均浓度最高值均出现在4月和5月,最低值均出现在8月和9月;相对于地面观测,3种卫星产品均低估了XCO2;ACOS-GOSAT产品与NIES-GOSAT产品的精度大体相当,误差标准差分别为2.26×10-6和2.27×10-6;SCIAMACHY产品的精度略差,误差标准差为2.91×10-6。 相似文献
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利用GOME (Global Ozone Monitoring Experiment, 全球臭氧监测实验) 1996年1月—2002年12月NO2对流层柱浓度月平均卫星遥感资料以及根据北京市2001年1月1日—2002年12月31日NO2污染指数数据计算出的地面NO2日均质量浓度值, 分析了北京市城市大气NO2污染变化的季节变化特征以及年际变化, 并将2001年1月—2002年12月北京上空GOME NO2对流层柱浓度月平均值变化与北京市地面NO2日均质量浓度月平均值变化进行了比较, 结果表明两者随时间的变化趋势具有较好的一致性, 据此可以利用GOME NO2对流层柱浓度月平均卫星遥感资料来分析特定区域大气NO2的季节变化和年际变化。 相似文献
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Uncertainty in projections of the South Asian summer monsoon under global warming by CMIP6 models: Role of tropospheric meridional thermal contrast 
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下载免费PDF全文 本文基于第六次国际耦合模式比较计划共18个模式的工业革命前实验和CO2浓度突然四倍实验,发现在CO2四倍强迫下,南亚夏季风环流呈显著减弱趋势,但减弱强度存在较大模式间差异.利用Webster-Yang指数和经向哈得莱环流指数的下降趋势表征SASM减弱强度,发现该下降趋势与欧亚大陆-印度洋之间对流层上层经向温度梯度的变化值(EUTT-IUTT)高度相关.进一步利用气候反馈-响应分析方法进行分析,发现EUTT-IUTT变化的模式间差异主要来自于大气动力过程,其次是云的短波辐射效应的贡献.地表潜热通量和云的长波辐射效应缩小了EUTT-IUTT变化的模式间差异. 相似文献
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基于GOSAT反演的中国地区二氧化碳浓度时空分布研究 总被引：1，自引：0，他引：1
卫星遥感监测大气二氧化碳柱平均干空气体积混合比(XCO2)是实现碳源汇全球监测的最有效手段,本文对国际上4种应用GOSAT卫星观测的短波红外反演算法进行了介绍和结果分析。首先对于4种反演产品的有效数据量的分析表明:现有单一反演产品还不足以支撑XCO2时空分布研究。其次利用集合平均方法,综合使用4种反演产品研究了2010年中国地区XCO2时空分布特征,结果表明:XCO2呈现显著的地理分布和季节变化,不同地区季节变化趋势基本一致,均在春季达到最高值、夏季达到最低值,多数地区全年高于380 ppm (×10-6);在地理分布上,东部和西部地区存在较明显的差异,东部地区人口密集、工农业生产等人为活动旺盛,周边多被森林和草地覆盖,碳源汇强度大,因此XCO2季节变化幅度较大,全年约8 ppm;中、西部地区受人类活动影响较少,植被覆盖稀疏,XCO2全年变化仅5 ppm。 相似文献