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1.
利用2001年6月10日~7月20日在安徽省全椒县稻田和2002年6月10日~7月20日在肥西县农作物混作区观测的近地层CO2和能量通量资料，对农作物混作区和稻田CO2通量特征进行了比较。结果表明:平均情况下，观测期内稻田白天(夜间)吸收(放出) CO2为55.16 g·m-2(14.19 g·m-2)；农作物混作区白天(夜间)吸收(放出) C02为22.67 g·m”(12.40 g·m-2)；稻田白天吸收的CO2通量随水稻生长而逐渐增加，夜间放出的CO2在拔节期最高；农作物混作区CO2通量在整个观测期并没有显著改变；稻田和农作物混作区均为大气CO2的汇。对CO2通量与光合有效辐射的关系分析表明:白天稻田吸收的CO2通量与到达地面的光合有效辐射存在着显著的负相关关系。文中结果为数值模拟稻田与近地层大气CO2交换提供了重要依据。 相似文献
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利用北京325 m气象塔上安装的7层CO2涡动相关系统在2014年12月到2015年11月的观测资料,分析了北京城区不同高度上CO2浓度、通量时空分布及湍流谱的特征。结果表明:城市CO2浓度日变化除了冬季都呈现双峰型,冬季由于人为碳源排放的大幅增加,双峰型不明显。每层的CO2浓度、通量都有明显的季节变化:冬季最高,春末、夏季最低。CO2浓度整体随高度的增加而降低。北京城区是CO2源,CO2通量的日变化不如CO2浓度日变化规律明显。CO2通量在47 m以下为负,47 m以上为正。通量在140 m以下随高度的增加而增加;140m以上随高度的增加而减少。根据对CO2时空分布的分析可知:边界层CO2浓度、通量强烈受到碳源、下垫面植被、大气稳定度、环境温度和天气过程等因素的影响。各变量谱与Kaimal等的研究结果接近:归一化速度谱和CO2谱在惯性子区有－2/3的斜率,在低频区与稳定度参数（Z/L）有一定的关系。这说明复杂地形的城市下垫面的湍流谱结构与平坦地形相比没有太大的实质性差异。 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
4.
利用位于青藏高原东侧理塘大气综合观测站2008年观测资料,分析了高寒草甸下垫面上地表通量的时间变化特征,确定了温度、水汽和CO2的归一化标准差在不稳定情况下随稳定度变化的通量方差关系,应用通量方差法对感热、潜热和CO2通量进行了计算,并与涡旋相关系统的观测结果进行了比较。结果表明：地表通量月平均日变化呈较为规则的日循环特征,季节变化特征也很明显,雨季（5-9月）潜热大于感热,干季则以感热为主,CO2通量以6-9月值最大。在不稳定条件下,温度、水汽和CO2的归一化标准差随稳定度的变化均满足-1/3规律,其通量方差相似性常数分别为1.2,1.4和0.9。通量方差法估算出的通量值与涡旋相关观测得到的通量值有较好的一致性,但感热通量的效果优于潜热通量和CO2通量。该方法高估了感热通量尤其是潜热通量,而低估了CO2通量。采用直接观测的感热通量值计算潜热通量和CO2通量可改善计算结果。 相似文献
5.
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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卫星短波红外CO2遥感获得大气低层CO2浓度信息,已成为目前国际热点研究领域。结合气候变化及碳源、汇观测需求,利用高精度大气辐射传输模式研究了高光谱分辨率、高精度CO2探测目标的可实现性。针对高光谱CO2探测器光栅分光、阵列探测器特点,分析了光谱分辨率、光谱采样率等关键技术指标对CO2探测的可能影响;基于辐射敏感度因子分析了不同探测精度要求下的信噪比需求。结果表明:高光谱CO2探测器首先应具有足够高的光谱分辨率,以便从太阳反射连续谱段中分辨出CO2吸收线;为保证CO2光谱的准确性,光谱仪所用探测器面元应该保证光谱采样率大于2;尽管探测边界层内CO2浓度1%变化所要求的信噪比难以达到,但探测整层大气CO2浓度1%的变化所需要的信噪比是可以实现的。 相似文献
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利用珠海凤凰山陆气相互作用观测塔站2014年11月至2016年5月的观测数据,对比分析了干湿季森林下垫面能量通量和气象要素的变化特征,分析了在不同稳定度下3个风向范围（315°～45°、45°～135°和135°～225°）的动量和感热交换系数随冠层表面风速的变化特征,并对动量和感热交换系数进行了参数化研究。结果表明:干季感热和潜热通量值相当,湿季潜热远大于感热。干季和湿季的夜晚都出现负感热现象,感热从大气向森林输送。相对湿度的变化幅度大,与该地气象状况密切相关,相对湿度的垂直梯度夜晚较大,白天较小。干季的气温垂直梯度比湿季的明显。风速在冬季变化平缓,夏季变化剧烈,低层风速随高度变化梯度明显,高层较紊乱。各高度风向差异不大。中性和近中性状态下,在风向为315°～45°、45°～135°和135°～225°时,动量交换系数Cdn分别为0.05、0.0055和0.022,感热交换系数Chn分别为0.0055、0.003和0.004。在稳定和不稳定状态下,动量交换系数Cd、感热交换系数Ch随冠层表面风速v明显发生变化,稳定条件下,Cd、Ch随v的增大而增大;不稳定条件下,Cd、Ch随v的增大而减小。分不同风向对森林冠层Cd、Ch在稳定和不稳定条件下与v的关系进行了拟合,得到了参数化公式。 相似文献
8.
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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利用上海郊区奉贤的涡动相关通量观测资料,对2015年9月至2016年8月二氧化碳(CO2)通量的时空分布特征、年总排放量进行了分析。结果表明,上海奉贤春、夏、秋季的9—14时CO2通量几乎全为负值,冬季CO2通量则全天均为正值。奉贤CO2通量没有明显的周末效应。植物光合作用是影响奉贤CO2通量时间变化特征的主要因素。各方向CO2通量大小与其周边下垫面情况密切相关,受植被覆盖影响,绝大部分方向的夏季白天CO2通量明显低于其他季节。奉贤CO2年总排放量为3.83 kg·m-2,明显小于植被覆盖率较低的东京、墨尔本和北京的郊区,也明显小于上海的中心城区。 相似文献
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介绍了广州增城丘陵灌木林通量站的地理环境、仪器布设,并利用该站2014年12月—2015年2月的观测资料,分析冬季华南丘陵灌木林下垫面近地层的风、温度、气压、湿度和大气稳定度等基本气象要素特征,以及湍流强度、风速归一化标准差的统计特征及通量特征。结果表明:（1）冬季增城站以北向小风为主,风速多小于4 m/s,日平均温度变化剧烈,平均相对湿度为67.94%;（2）大气稳定度集中于“±” 0.5之间,以近中性为主;冬季平均湍流强度Iu、Iv和Iw分别为0.37、0.31和0.19;在风速小于1 m/s时湍流发展旺盛,随风速增大,湍流强度减小并趋于稳定;（3）风速分量归一化标准差δu/u*、δv/u*、δw/u*与稳定度Z/L之间满足莫宁-奥布霍夫相似理论,并呈1/3次方关系,且随|Z/L|的减小而减小,在中性层结（Z/L→0）均匀下垫面,其值为常数,分别为2.286、1.757和1.174;（4）冬季增城站的能量耗散以感热为主,晴天尤为显著;阴天感热与潜热大小相当;平均日间吸收CO2极值为0.236 mg/(m2·s)。 相似文献
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土壤水分条件对内蒙古典型草原水汽和二氧化碳通量的影响研究 总被引：1，自引：1，他引：0
本文基于2007年和2008年生长季内蒙古羊草和大针茅草原湍流观测资料,分析了两种典型草原下垫面生长季的不同土壤水分条件下水汽和二氧化碳通量交换特征及其控制因子。主要结果如下:（1）在植被生长峰值期,日尺度上,干旱条件下土壤湿度是潜热通量的主要控制因子,而土壤水分条件较好时潜热通量主要受净辐射控制。（2）与大针茅草原相比,羊草草原叶面积指数较大,水分条件较好时,其潜热通量平均值更大,CO2吸收能力更强,吸收CO2更多;但在土壤水分胁迫出现时,羊草草原叶面的气孔闭合度急剧增加,大针茅草原的潜热通量、和CO2吸收反而更大,表现出更为耐旱的植被特性。（3）地表导度可以用来解释土壤水分条件对羊草和大针茅草原碳水通量的影响。 相似文献
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大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。利用模型模拟分析已经成为一个重要的工具用以深入对碳循环的理解。本文使用2008～2010年的生物模型SiB3（Simple Biosphere version 3）与优化后的CT2016（Carbon Tracker 2016）陆地生态系统碳通量驱动GEOS-Chem大气化学传输模型模拟全球CO2浓度。通过分析模拟CO2浓度的空间分布与季节变化,加深对全球碳源汇分布特点的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO2浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO2浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升GEOS-Chem模拟CO2浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO2浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO2浓度在多数站点处更接近观测资料,模拟准确性更高。 相似文献
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利用位于上海中心城区徐家汇站的涡动相关湍流通量资料,对该区域2012年12月至2013年11月二氧化碳（CO2）通量的时间变化、空间分布特征、年总排放量进行分析。结果表明：中心城区徐家汇为CO2通量的源区,CO2通量的日变化呈现与交通流量相对应的双峰现象,冬季的通量值普遍小于其他季节,尤其在早高峰时段更为明显。节假日CO2通量的早高峰效应并不明显,其峰值明显低于工作日,且有滞后的趋势。各方向CO2通量大小与其周边下垫面情况密切相关,夏季白天在商业建筑密集区和主要道路处,CO2通量明显高于其他季节。上海中心城区CO2通量的年总排放量为44.5 kg/（m2·a）,高于国内外其他城市的市中心或高密度住宅区的数值,这主要和观测时段相对偏晚、植被覆盖率偏低、周边高层建筑和主干道偏多有关。 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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CO2补偿点是作物生长模型中最基本的关键模型参数之一,本文利用Licor-6400便携式光合作用测定仪,对1949年以前和1949-2005年中国华北地区不同年代冬小麦主要品种的生理生态参数进行大量的系统测定,在此基础上,对华北地区不同冬小麦品种的光合作用模型进行拟合,以确定不同年代不同品种冬小麦CO2的补偿点。结果表明：中国华北地区冬小麦CO2补偿点随光强升高而降低,在800 μmol·m-2·s-1光量子通量密度条件下,野生麦种CO2补偿点最高,达123.40 μmol·mol-1。1949-2005年华北地区不同冬小麦品种中泰山1号CO2补偿点最高,达107.07 μmol·mol-1;红秃头CO2补偿点最低,为57.25 μmol·mol-1;不同品种冬小麦CO2补偿点最高值和最低值差值为49.82 μmol·mol-1,说明华北地区冬小麦随品种演化CO2补偿点变化明显。建立了中国华北地区7个典型冬小麦品种包含CO2因子的直角双曲线光合作用模型,确定了不同年代不同品种冬小麦CO2的补偿点,为进一步建立包含CO2直接作用的气候变化影响评估机理模型提供基础数据。 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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利用2008年辽宁锦州农田生态系统野外观测站涡动相关系统通量观测资料,分析了玉米农田生态系统生长季(5-10月)及非生长季CO2通量动态变化。结果表明：玉米农田生态系统的非生长季日动态趋势不明显;生长季日动态明显,呈明显的U型曲线,CO2通量最大值出现在12:00时,为-1.19 mg·m-2·s-1;不同物候期的日动态也呈现U型曲线,各发育期CO2通量日最大值范围为0.07～-0.23 mg·m-2·s-1;玉米农田生长季生态系统净CO2交换日累积（NEE）为-652.8 g·m-2,非生长季NEE499.8 g·m-2,2008年碳收支-153.0 g·m-2,表现为碳汇。 相似文献
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地球系统模式结果表明大气CO2浓度的快速增加是气候变化重要的原因之一。卫星资料分析结果表明，大气CO2浓度并非均一的，而是有明显的区域差异，以人类活动为主的碳排放会影响这一区域差异。这种空间差异如何影响区域地表气温对CO2的敏感度，需要进一步深入系统的研究，利用地球系统模式BNU-ESM(Earth System Model of Beijing Normal University)进行数值模拟，并与观测数据进行比较，结果表明：在试验模拟结果2°C阈值内，非均匀CO2浓度试验的CO2浓度增加阈值范围小于均匀CO2浓度试验结果，偏少约为4.3 ppm(106)。在区域尺度上，中国地表气温对CO2敏感度普遍低于美国、欧洲以及北半球平均水平，这表明CO2浓度空间差异对地表气温的敏感度的影响存在明显区域差异，很可能是CO2浓度辐射效应与气候系统反馈过程的共同作用结果，这需要进一... 相似文献
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基于典型城市站太原站2018年3月—2019年2月的大气CO2在线观测资料,利用筛分法(Meteorological filtering method, MET)和黑碳示踪法(Black Carbon tracer, BC)进行本底/非本底的筛分,得到了本底浓度的变化特征。结果表明,太原大气CO2浓度季均值冬季最高,夏季最低;不同季节呈“单峰型”日变化特征,日振幅均在26.0×10-6以上;4个季节CO2浓度与地面风速存在显著负相关关系;CO2浓度抬升区域主要受当地工业布局的影响,最大抬升幅度在秋季达17.4×10-6;使用气象筛分法(MET)得到年均本底浓度为(431.4±19.9)×10-6,人为排放等对其影响为23.5×10-6,年振幅比同纬度其它本底站大,为34.5×10-6;黑碳示踪法(BC)得到冬季季均本底浓度为(445.0±22.9)×10-6,比MET筛... 相似文献
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利用国家自然科学基金重大项目“长江三角洲低层大气物理化学过程与生态系统的相互作用”野外观测资料，将1999年常熟稻田水稻四个不同生长期（插秧、拔节、抽穗和成熟）的太阳辐射、水汽压、气温和水平风速及降水作为简化生物圈（SiB2）模式的5个强迫变量，在合理设计模式参数的前提下，分别模拟了上述四个阶段的能量收支、CO2通量。模拟结果表明:在水稻不同生长阶段的感热、潜热和下垫面热通量占净辐射的比例不同；CO2通量的模拟结果与1996年国际稻田试验结果相似。该研究为利用自动气象站网的资料估计各站能量收支、CO2通量、土壤水分平衡、以及土壤温度廓线提供了新证据。 相似文献