基于中国大气反演系统的卫星CO_(2)数据同化对全球碳收支的评估

Constraint of satellite CO_(2) retrieval on the global carbon cycle from a Chinese atmospheric inversion system

卫星CO_(2)浓度观测可以对地表碳通量反演提供重要约束,尤其在地面观测覆盖不佳的区域.文章使用自主研发的中国大气反演系统,利用OCO-2(Orbiting Carbon Observatory-2)卫星CO_(2)柱浓度观测估算了2015~2019年全球CO_(2)源汇分布,并与其他五个先进反演系统的结果进行了对比.通过同化卫星CO_(2)观测,反演得到的全球净陆地碳汇(净生物群系生产力, net biome productivity, NBP)为(1.03±0.39)PgC a^(-1),低于地面观测反演得到的结果(1.46~2.52PgC a^(-1)).文章估算的北半球陆地碳汇为1.30PgC a^(-1),热带陆地为碳源,碳释放量为0.26PgC a^(-1),结果与其他独立证据相符.相较之下,其他系统反演出的北半球陆地碳汇较强(1.44~2.78PgC a^(-1)),而对热带碳通量的估算存在较大分歧,估算范围为0.77~-1.26PgC a^(-1).在2015~2016年厄尔尼诺事件发生期间,热带陆地是导致全球CO_(2)浓度增长率升高的主要地区.与此同时,北半球热带外地区的碳吸收高于正常年份,这与同期北半球的大幅绿化吻合,该区域较大的碳吸收部分抵消了同期热带地区的碳释放.而大部分基于地面观测的反演并未发现厄尔尼诺发生期间北半球热带外地区碳吸收较强,因而得到的全球净碳释放量高于本研究.基于卫星观测的反演有助于加深对北半球和热带陆地碳通量分配的理解,文章还指出北半球热带外地区在2015~2016年厄尔尼诺事件发生期间是一个异常强的碳汇.