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1.
我国瓦里关山、兴隆温室气体CO2、CH4和N2O的背景浓度   总被引:14,自引:1,他引:13       下载免费PDF全文
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   

2.
SF6气体的辐射强迫和全球增温潜能的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
吴金秀  肖稳安  张华 《大气科学》2009,33(4):825-834
IPCC(2007)指出, 六氟化硫(SF6) 作为臭氧消耗物质 (ODSs) 的部分替代物质, 近年来排放量大大增加。它作为控制排放的人造长寿命温室气体之一已经被列入《京都议定书》。但是, 目前在臭氧消耗物质替代品中, 对SF6的辐射强迫和全球增温潜能的研究较少, 而且所用的谱吸收资料陈旧。本文采用最新的分子吸收数据库HITRAN2004中的SF6的吸收截面数据, 利用Shi(1981) 的吸收系数重排法, 建立了SF6的相关k分布的辐射计算方案, 在此基础上研究了SF6在晴空大气下的辐射效率和全球增温潜能, 并首次计算了SF6的全球温变潜能, 与其全球增温潜能进行了比较。本文的研究表明: SF6的辐射效率为0.512 W/m2, 经过大气寿命调整之后的辐射效率为0.506 W/m2, 二者差别不大; 根据IPCC (2007) 给出的排放情景, 到2100年, SF6在大气中的体积分数将达到35×10-12~70×10-12, 引起的相应辐射强迫将在0.004~0.028 W/m2之间变化; 相对于二氧化碳的100年全球增温潜能为2.33×104, 比IPCC(2007)的结果大2.2%; 100年的持续排放的全球增温潜能为2.26×104, 与其他长寿命人造温室气体一道, 其对全球变暖的长期影响不容忽视。  相似文献   

3.
污水处理厂运行过程中大量释放甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O),是重要的人为温室气体排放源。基于2005—2015年统计资料和IPCC核算方法,估算了2005—2015年中国生活污水处理厂CH4和N2O排放,分析了其排放特征和影响因素;依据碳中和愿景设定3种减排情景(低减排、中减排和高减排),并预估了2020—2050年排放趋势和时空变化。结果表明:2005—2015年间污水处理厂温室气体排放量呈稳定增长趋势,CH4从1135.37万t CO2e上升至1501.45万t CO2e,N2O从2651.08万t CO2e上升为2787.05万t CO2e,年均增速分别为2.8%和0.5%。3种减排情景下,2020—2050年CH4和N2O排放量时间上呈先增后减趋势,低减排情景下CH4和N2O排放量分别于2036年和2025年达到峰值,分别为2431万和2819万t CO2e;中减排情景和高减排情景下CH4峰值点分别出现在2027和2025年,而N2O排放峰值均出现在2025年。2050年中减排和高减排情景下CH4排放量相较于低减排情景减排率约为47%和94%;2050年低减排、中减排和高减排情景下N2O排放量相较于2015年分别减排了12%、53%和95%。CH4和N2O排放量在空间上差异显著,华东地区排放量高,西北地区排放量低,东南区域所在省份排放量整体高于西北区域省份。影响因素中的经济发展程度与温室气体排放量密切相关。  相似文献   

4.
采用静态箱-气相色谱法在江汉平原开展早稻、晚稻、中稻、虾稻和再生稻5种稻作类型温室气体排放监测试验,研究不同稻作模式下稻田CH4和N2O排放特征、总增温潜势及温室气体排放强度,为准确评估稻田生态系统温室气体排放提供参考依据。结果表明:CH4排放集中在水稻前期淹水阶段,排放峰值最高为虾稻(85.7 mg·m-2·h-1),较其他稻作模式高71.7%~191.5%。N2O排放峰值主要出现于中期晒田和施肥阶段,排放峰值最高为再生稻(1100.7 μg·m-2·h-1),较其他稻作模式高16.8%~654.9%。CH4累积排放量从大到小依次为虾稻、再生稻、早稻、晚稻、中稻;N2O累积排放量从大到小依次为再生稻、早稻、晚稻、中稻、虾稻;总增温潜势从大到小依次为虾稻、再生稻、早稻、晚稻、中稻;温室气体排放强度从大到小依次为虾稻、早稻、再生稻、晚稻、中稻。CH4排放占比为82.9%~99.0%,稻虾田高排放主要原因为持续淹水时间长、秸秆还田和饲料投入,探究该模式CH4减排举措最为关键;中稻由于水旱轮作,稻田温室气体排放最低,可作为低碳减排的主要稻作类型。  相似文献   

5.
1999年在常熟农业生态站试验稻田于水稻主要生长季, 利用进口的条件采样装置对水稻低层大气N2O的垂直通量进行了观测, 并在2000年做了补充观测。结果如下:各生长季测定的N2O垂直通量值最多出现在0~2.0 mg·m-2·h-1之间;N2O垂直通量平均日变化最大值出现在下午;插秧期和收割后N2O垂直通量是各个生长季中最小的;观测到N2O负通量现象的出现;在稻田用条件采样技术观测到的低层大气N2O垂直通量大于国内用箱式法观测报道的土壤N2O排放通量。  相似文献   

6.
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   

7.
地面风对瓦里关山大气CH4本底浓度的影响分析   总被引:6,自引:1,他引:6       下载免费PDF全文
使用1994年7月至1996年12月大气CH4和地面风现场连续观测资料,分析了瓦里关全球大气本底基准站(36°17′N, 100°54′E,海拔3816 m)地面风变化对大气CH4本底浓度的影响。结果表明,水平风向、风速和垂直风向、风速的变化对大气CH4观测值的影响在春、夏、秋、冬季有明显不同,水平风向NE—ENE—E为CH4测量最主要的局地影响非本底扇区,静风及水平风速大于10 m/s、垂直风速大于±1 m/s对观测结果都有较大影响;由的统计平均还给出了此段期间瓦里关大气CH4在不同季节的浓度分布范围和日变化类型,并分析了可能成因;将地面风数据作为大气CH4本底资料的过滤因子之一,提出了适用于不同使用目的和要求的我国内陆高原大气CH4本底数据筛选方法,本底数据留存率约为原始资料量的50%。  相似文献   

8.
近千年东亚季风变化统计动力反演与驱动机制研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用观测数据和非线性统计-动力学方法,构建了东亚季风变化的动力方程。量化了单因子强迫及各因子间相互作用在东亚季风演化中的相对贡献率,为东亚季风驱动机制研究提供了量化参考。研究发现:(1)过去千年东亚季风是多种因子共同作用下的复杂非线性动力系统。有些因子以起驱动作用为主,则有些以反馈调节作用为主,因子间交互作用与东亚季风演化存在耦合效应机制。(2)季风的驱动力主要来源于副热带太平洋海表温度、青藏高原动力热力强迫、CO2和N2O交叉项、太阳辐射和N2O交叉项、CO2与CH4交叉项等的耦合作用机制;调节作用主要是石笋δ18O指代的地理位置、单因子CO2浓度、太阳辐射变化、CH4与N2O交叉项、太阳辐射与ENSO交叉项等的耦合作用机制。温室气体(CO2、CH4与N2O)浓度对东亚季风演化的驱动与调节作用贡献较大。(3)通过动力反演机制推论副热带太平洋和热带西太平洋对东亚季风均有驱动作用,但主要驱动力来自副热带太平洋,即驱动东亚季风变化的主源地在副热带太平洋海区,次源地在热带西太平洋海区。(4)由海-陆温差对季风演变贡献大小推测石笋δ18O指代的也主要是夏季风信息。   相似文献   

9.
稻田CH4排放的农业气象数值模拟研究   总被引:6,自引:2,他引:6       下载免费PDF全文
在美国DNDC模式基础上, 综合气象学、农业气象学及生态学最新研究进展, 将作物生长、碳氮循环及CH4排放有机耦合, 建立了一个CH4排放数值模式, 模式通过了相关显著性检验。利用模式重点分析了气象因子对稻田CH4排放的影响状况, 数值分析表明, 当仅考虑气象条件影响时: (1) 不同地区不同生长季节的CH4排放量均与相应生长期的平均气温成正相关关系; (2) 功率谱分析表明稻田CH4排放存在4~5年周期变化, 与相应生长季节的平均温度年际变化规律相一致; (3) CH4排放量年际之间变化趋势与生长季平均气温变化趋势基本一致。利用数值计算结果, 给出了杭州及昌德地区早稻、晚稻CH4简易统计模式, 为应用模型监测并调控农田生态系统中的CH4排放奠定了基础。  相似文献   

10.
夏季西藏4个站点大气向下长波辐射观测分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
对2011—2016年部分夏季时段分别在西藏那曲、拉萨、林芝和阿里观测的大气向下长波辐射(L)进行分析,结果显示:L具有明显的日变化,最大值出现在北京时间15:00前后,而最低值出现在凌晨至10:00,日平均值林芝最高(368 W·m-2),其次是拉萨(319 W·m-2)、阿里(305 W·m-2)和那曲(299 W·m-2)。晴天L ?ngstr?m(1915)的经验公式最适合林芝,而Konzelmann(1994)的公式则适合那曲、拉萨和阿里;随着人工观测总云量的增加,L增强趋势明显,满云(云量7~10成)情形4个站点云增强效应均从20 W·m-2上升至50 W·m-2以上,低云量对L的增强效应明显高于总云量。云份额数(CF)上升所对应天顶方向平均云底高度下降,但云增强效应上升。在晴天(CF为-5%~5%、平均云底高度大于4 km)时,云增强效应仅为5 W·m-2左右(林芝接近20 W·m-2),但当CF为90%以上(云底高度小于3.5 km)时,云增强效应则上升到60 W·m-2(林芝接近50 W·m-2)。固定云底高度,CF与L云增强效应呈显著相关(r2为0.91~0.97),远高于云底高度与L云增强效应的相关(r2为0.32~0.58)。  相似文献   

11.
Emissions of N2O, CH4, and CO2 from soils at two sites in the tropical savanna of central Venezuela were determined during the dry season in February 1987. Measured arithmetic mean fluxes of N2O, CH4, and CO2 from undisturbed soil plots to the atmosphere were 2.5×109, 4.3×1010, and 3.0×1013 molecules cm-2 s-1, respectively. These fluxes were not significantly affected by burning the grass layer. Emissions of N2O increased fourfold after simulated rainfall, suggesting that production of N2O in savanna soils during the rainy season may be an important source for atmospheric N2O. The CH4 flux measurements indicate that these savanna soils were not a sink, but a small source, for atmospheric methane. Fluxes of CO2 from savanna soils increased ninefold two hours after simulated rainfall, and remained three times higher than normal after 16 hours. More research is needed to clarify the significance of savannas in the global cycles of N2O, CH4, CO2, and other trace gases, especially during the rainy season.  相似文献   

12.
Anthropogenic emissions of methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) from livestock agriculture (enteric fermentation, animal waste management systems, and pasture manure) and plant growing of the Russia (CH4 emissions from rice fields, direct and indirect N2O emissions from agricultural lands) are considered. In 2004, the total emissions of these greenhouse gases in the agricultural sector amounted to 1.4 × 105 thousand t CO2-equivalent, which corresponds to 45% of the 1990 level (3.1 × 105 thousand t CO2-equivalent). In 2004, the contribution of N2O to the total agricultural emissions was approximately twice (67.0%) that of CH4 (33.0%). Direct N2O emissions from agricultural soils (0.5 × 105 thousand t CO2-equivalent) and CH4 emissions from the internal fermentation of domestic animals (0.4 × 105 thousand t CO2-equivalent) are the most significant sources in the agricultural sector of the Russian Federation. In 2004, all these agricultural sources emitting methane and nitrous oxide contributed about 7% CO2-equivalent to the total emission of the anthropogenic greenhouse gases in Russia.  相似文献   

13.
采用漂浮通量箱法和扩散模型法同步地观测了模拟内陆水体在不同条件下的CH4和N2O的水-气交换通量,旨在比较两类方法取得结果的异同。结果显示:这两类方法所测得的绝大多数CH4排放通量都与水中溶解氧呈显著线性负相关(显著性系数P0.001)。同时N2O排放通量与表层水温及水中铵态氮、硝态氮、溶解碳和溶解氧的关系可用包含所有上述水环境因素的Arrhenius动力学方程来表达,这些因素可以共同解释86%~90%的N2O通量变化(P0.0001),且不同方法测定的N2O通量的表观活化能和对表层水温的敏感系数分别介于47~59 kJ mol-1和1.92~2.27之间;扩散模型法所获得的CH4和N2O通量分别是箱法测定值的13%~175%和15%~240%,差异程度因模型而异;不同模型取得通量间相差20%~1200%,平均相差2.3倍。上述结果表明:仅用一种模型方法来取得CH4或N2O排放通量易形成较大偏差;不同扩散模型法和箱法测定的通量在反映CH4和N2O排放的内在规律方面具有一致性,但它们对真实气体通量的测量是否都存在不同程度的系统误差,尚需进一步研究。  相似文献   

14.
Evaluating Global Warming Potentials with historical temperature   总被引:3,自引:2,他引:1  
Global Warming Potentials (GWPs) are evaluated with historical temperature by applying them to convert historical CH4 and N2O emissions to equivalent CO2 emissions. Our GWP analysis is based on an inverse estimation using the Aggregated Carbon Cycle, Atmospheric Chemistry, and Climate Model (ACC2). We find that, for both CH4 and N2O, indices higher than the Kyoto GWPs (100-year time horizon) would reproduce better the historical temperature. The CH4 GWP provides a best fit to the historical temperature when it is calculated with a time horizon of 44 years. However, the N2O GWP does not approximate well the historical temperature with any time horizon. We introduce a new exchange metric, TEMperature Proxy index (TEMP), that is defined so that it provides a best fit to the temperature projection of a given period. By comparing GWPs and TEMPs, we find that the inability of the N2O GWP to reproduce the historical temperature is caused by the GWP calculation methodology in IPCC using simplifying assumptions for the background system dynamics and uncertain parameter estimations. Furthermore, our TEMP calculations demonstrate that indices have to be progressively updated upon the acquisition of new measurements and/or the advancement of our understanding of Earth system processes.  相似文献   

15.
对临安大气本底站2003-2004年冬、夏季二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)进行了分析.结果表明:冬季NO2和SO2平均体积分数分别为19.48×10-9和35.74 x10-9,而夏季的平均体积分数分别为4.81×10-9和8.12×10-9,冬季高于夏季;O3在夏季的平均体积分数为33.55×10-9,略高于冬季的25.44×10-9;夜间NO2和SO2体积分数比白天高,并且NO2呈明显的单峰单谷型分布,O3也呈单峰型但峰值出现在白天.NO2、SO2体积分数存在着明显的“假日效应”,假日比非假日低,周五高于假日和非假日;但O3体积分数没有明显的假日效应.降水对SO2有明显的清除作用,但对NO2的清除作用不明显.与风向对比发现,夏季高体积分数的NO2、SO2都受到NW、WNW风的影响,冬季则分别受NE和SW、SSW风的影响;而O3受风向的影响较复杂,与局地光化学反应有关.  相似文献   

16.
反硝化过程是维系闭合氮循环所必需的氮素形态转化环节。土壤反硝化过程速率及产物比的直接测定是研究氮循环过程机理的基础,但却是一个难题。为解决此难题,德国卡尔斯鲁厄技术研究所与中国科学院大气物理研究所最近合作新建了一套通过氦环境培养-气体同步直接测定土壤反硝化气体--氮气(N2)、氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化碳(CO2)排放的系统和与之配套的三阶段培养方法。为检验该新建系统和配套方法测定土壤反硝化过程的准确性和可靠性,以华北地区广泛分布的盐碱地农田土壤(采自山西运城)为研究对象开展实验室培养试验,在初始可溶性有机碳(DOC)供应比较充足约300 mgC kg–1干土(d.s.)的条件下,测试了不同初始土壤硝态氮含量水平(10、100 mgN kg–1d.s.左右,分别表示为10N和100N)的反硝化气体和CO2排放过程。结果显示:100N的反硝化速率(定义为N2、N2O 和NO 排放速率之和)显著高于10N 处理(统计检验显著水平p<0.01);两个处理的反硝化产物均以N2为主(质量比分别占77%和75%),产物的NO/N2O摩尔比分别为1.2和1.5,N2O/N2摩尔比均为0.19;土壤反硝化气体动态排放速率及相关指标的测定结果表明,培养土壤中消失的硝态氮被回收81%~87%,培养前后的氮平衡率达92%~95%。因此,该新建方法测定土壤反硝化速率和产物比的结果具有很好的可靠性,为定量研究土壤反硝化过程提供了有效的直接测定手段。研究中检测到的土壤反硝化产物NO/N2O摩尔比大于1,不同于以往用液体培养基纯培养反硝化细菌得出的NO/N2O摩尔比远小于1的结论。这意味着,不能用NO/N2O摩尔比小于1与否来推断土壤排放的N2O和NO是主要来源于反硝化作用还是硝化作用。  相似文献   

17.
Increased precipitation during the vegetation periods was observed in and further predicted for Inner Mongolia. The changes in the associated soil moisture may affect the biosphere-atmosphere exchange of greenhouse gases. Therefore, we set up an irrigation experiment with one watered (W) and one unwatered plot (UW) at a winter-grazed Leymus chinensis-steppe site in the Xilin River catchment, Inner Mongolia. UW only received the natural precipitation of 2005 (129 mm), whereas W was additionally watered after the precipitation data of 1998 (in total 427 mm). In the 3-hour resolution, we determined nitrous oxide (N20), methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) fluxes at both plots between May and September 2005, using a fully automated, chamber-based measuring system. N20 fluxes in the steppe were very low, with mean emissions (±s.e.) of 0.9-4-0.5 and 0.7-4-0.5 μg N m^-2 h^-1 at W and UW, respectively. The steppe soil always served as a CH4 sink, with mean fluxes of -24.1-4-3.9 and -31.1-4- 5.3 μg C m^-2 h^-1 at W and UW. Nighttime mean CO2 emissions were 82.6±8.7 and 26.3±1.7 mg C m^-2 h^-1 at W and UW, respectively, coinciding with an almost doubled aboveground plant biomass at W. Our results indicate that the ecosystem CO2 respiration responded sensitively to increased water input during the vegetation period, whereas the effects on CH4 and N2O fluxes were weak, most likely due to the high evapotranspiration and the lack of substrate for N2O producing processes. Based on our results, we hypothesize that with the gradual increase of summertime precipitation in Inner Mongolia, ecosystem CO2 respiration will be enhanced and CH4 uptake by the steppe soils will be lightly inhibited.  相似文献   

18.
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筛分法得到的季均值高0.8×10-6,两种筛分法得到的CO2浓度变化趋势一致。  相似文献   

19.
张仁健 《气象学报》2002,60(5):620-624
应用作者建立的全球二维大气化学模式 ,采用 2种CH4 排放源的长期增长方案 ,同时考虑了CH4 排放源以及对OH自由基浓度有重要影响的CO和NOx 排放源的长期变化 ,模拟了CH4 和OH从 1840~ 2 0 2 0年的长期变化趋势。考虑了世界人口增长的排放源方案可以更好地模拟CH4 的长期变化 ,模拟结果表明 ,工业革命前的大气CH4 浓度和年排放总量分别为 76 0× 10 -9(V/V)和 2 80× 10 9kg ,1991年大气CH4 的浓度和年排放总量分别为16 11.9× 10 -9(V/V)和 5 33 .9× 10 9kg ,对流层OH自由基数浓度从 1840年的 7.17× 10 5分子数 /cm3 下降到 1991年的 5 .79× 10 5分子数 /cm3,降低了 19%。工业革命以来大气CH4 的增长一方面是由于CH4 排放源的增长 ,另一方面是由于大气OH浓度的下降。  相似文献   

20.
利用瓦里关和上甸子大气本底站观测的月平均CO2浓度数据对GOSAT卫星反演的CO2浓度数据进行验证,结果表明GOSAT产品与台站观测数据有较好的一致性.利用2009年6月—2011年5月GOSAT反演的CO2浓度数据,分析了江苏地区CO2浓度的时空变化特征,结果表明:1)975 hPa高度层CO2浓度高于850 hPa高度层,CO2浓度的水平变化要小于垂直变化;2)在季节变化上,CO2浓度冬季最高,夏季最低,这可能与植被光合作用的强弱变化有关;比较前后两年的CO2浓度数据,夏季和秋季的增速较快,冬季和春季的增速较慢;3)在日变化上,发现徐州和南京站02时CO2浓度最高,14时CO2浓度最低,这可能也与植被光合作用的强弱有关.  相似文献   

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