基于WRF-STILT模型对高塔CO_2浓度的模拟研究

利用下垫面均一的美国最大农业种植区已有高塔CO_2浓度观测资料,结合EDGAR的13种不同类型人为化石源CO_2通量和Carbon Tracker的植被NEE数据,评估了WRF-STILT拉格朗日大气传输模型的模拟能力.结果表明,WRF-STILT模型能够很好地模拟出高塔100m处观测到的CO_2浓度强季节和日变化特征,全年模拟的大气CO_2浓度的均方根误差为10.6×10^(-6),相关系数为0.44(n=7784,P<0.001);生长季(6~9月)观测和模拟的浓度增加值线性拟合斜率为1.08(R=0.52,P<0.001),说明一致性高;截距为7.26×10^(-6)则反映了使用人为化石燃烧的CO_2通量的高估或者植被NEE的低估.2008年全年高塔观测到的CO_2浓度增加值为4.83×10^(-6),小于模拟得到化石燃烧贡献的增加量6.61×10^(-6)与植被NEE的贡献值3.23×10^(-6)之和.其中原油生产和提炼以及能源工业分别贡献了化石燃料燃烧总量的2.55×10^(-6)(38.6%)和1.43×10^(-6)(21.6%).而对生长季观测到的强CO_2浓度日变化特征模拟结果显示,其模拟的平均日振幅为24.30×10^(-6);生物质燃烧产生的CO_2浓度贡献值为0.06×10^(-6),相对于植被NEE和化石源的贡献,可以被忽略.该方法可为将来应用高塔衡量气体浓度观测来反演中国区域尺度的温室气体通量提供参考.