60個站點形成網絡提升陸地碳匯估算精度

通過優化大氣二氧化碳觀測站點選址，中國科學院青藏高原研究所副研究員汪宜龍和研究員田向軍聯合多名合作者，提出了大氣二氧化碳濃度觀測的地面站點布設方案。研究認為，在我國建立60個大氣二氧化碳觀測站點很有必要，同化觀測數據時，利用大氣反演的方法估算我國陸地碳匯量的準確性將達到歐美先進水平。該成果近日發表在《科學通報》。

 

論文第一作者汪宜龍介紹，陸地生態系統碳匯是中國實現碳中和的重要支撐，厘清中國陸地生態系統碳匯的大小和時空分布對于了解碳匯現狀和預估未來碳匯潛力至關重要，也為中國制定減排增匯政策措施、實現碳中和目標起到關鍵支撐作用。

 

大氣反演法是一種測量碳匯的方法，是基于大氣二氧化碳濃度觀測數據與大氣傳輸模型，結合人為源二氧化碳排放清單，評估陸地碳匯的重要手段。目前，我國高標準的地面二氧化碳觀測站點較稀疏，是大氣反演估算中國陸地生態系統碳收支的瓶頸。如何擴展、優化現有觀測網絡，通過科學經濟方法選址，新增大氣二氧化碳觀測站點，提高中國陸地碳匯的估算精度是亟需解決的問題。

 

該研究采用最優化思路，遍歷所有模型網格，在現有站點基礎上找到最優的新增站點位置，通過反復迭代，最終選取52個新增站點，連同現有8個站點構成中國大氣二氧化碳濃度地面站點觀測網絡。

 

研究結果表明，在現有站點基礎上，亟需在植被生長季生產力較高的東南、東北、華北和青藏高原地區增設二氧化碳觀測站點。若在我國建設30個觀測站點，可將碳匯估算的不確定性從10億噸碳每年降低至3億噸碳每年；建設60個觀測站點，可將不確定性進一步降低至2億噸碳每年。研究人員還進一步證明該觀測網絡具有廣泛適用性，當反演使用不同輸入和配置時，該觀測網絡仍對中國碳匯有較高的估算精度。

 

該研究中提出的站點位置包含了現有衛星覆蓋度較低的區域和地形復雜區域，與衛星觀測資料形成有效互補。這些站點將成為“天-空-地”綜合碳觀測系統的重要組成部分，服務于中國二氧化碳收支反演和精準核算。