人员结构：

　　主任：刘毅（博士、研究员）

　　副主任：吴林（博士、正研级高工）和蔡兆男（博士、副研究员）

　　党支部书记：杨东旭（博士、副研究员）

　　成员：18人

　　联系人：张范平

　　Email:zhangfp@mail.iap.ac.cn

　　简介：

　　“碳中和”是指实现净零人为碳排放（二氧化碳，甲烷等），即人为源排放和人为汇清除相互抵消。面向碳达峰与碳中和的国家低碳发展，是国家重大战略需求，也一个复杂的科学问题，是涉及大气、海洋、陆地、生态等多个领域的交叉学科。大气物理研究所碳中和研究中心致力于碳中和相关的基础科学和应用基础科学研究。继承和发扬人类有序适应和自然控制论理论，建立碳中和科学研究体系，充分利用最新发展的卫星遥感技术和数据分析方法，应用于地球系统科学领域，深化学科交叉与集成，推进理论创新，建成国际领先的碳源汇精准评估方法体系和技术支撑平台。

　　目标：

　　汇聚科研力量，面向碳中和国家重大需求，开展碳中和地球系统科学前沿基础研究，突破碳中和监测、核算、评估关键核心技术，建成碳中和开放研究平台，形成碳中和监测、核算、评估的标准、系统、工具，促进国内外交流合作，通过高水平科学研究形成碳中和中国数据、中国标准、中国声音，为我国碳中和目标实现提供科技支撑。

　　研究领域：

　　1.天空地一体化碳监测，包括：新一代碳卫星方法体系，建设国际标准FTS站网，城市碳监测方法体系和标准。

　　2.多尺度碳源汇反演，包括：多尺度碳源汇反演方法体系，热点与城市人为源解析，区域尺度生态系统源汇解析，全球温室气体盘点。

　　3.减污降碳协同， 包括：研究协同减排气候与环境效应、生态效应，探明机制，评测城市与行业霾碳协同减排的潜力与路径。

　　研究个例：

　　1. Nature: 中国陆地生态系统碳汇的深入研究

　　“碳中和”、“固碳端”的主要贡献者为陆地生态系统碳汇。中国科学院大气物理研究所刘毅团队2020年10月在《自然》杂志发表题为“Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data”文章后，引起了多个研究团队的关注，并提交了不同研究观点和结果。《自然》杂志筛选出二篇有代表的短文及原文作者刘毅团队的回复短文于2022年3月17日在杂志”Matters Arising”板块发表。回复文章在原文基础上，针对化学传输模式分辨率、站点观测数据代表性等问题进行了深入研究，得到一些新的结果。

　　文章分析指出，尽管不同化学传输模式间存在一定的系统性偏差，但结果均表明中国陆地生态系统存在巨大碳汇。文章第一作者王婧博士表示，在未来国别碳通量估算中需要考虑化学传输模式误差的影响，但影响程度还需进一步评估。

　　团队还对香格里拉站点代表性问题进行了研究，原研究已经对站点数据进行了严格的数据过滤控制，最新研究增加了不同数据处理方式的敏感性试验，结论依旧表明中国陆地生态系统具有巨大碳汇。

　　团队还将化学传输模式分辨率提升了4倍，以2015年为例，分别采用卫星和地面观测数据进行计算，中国陆地系统碳汇约为6.2-8.1亿吨碳，基本在原研究的不确定度范围之内。同时，考虑到侧向传输的影响（约为1-2亿吨碳），中国陆地生态系统碳汇约为为4.7-6.6亿吨碳。最新第10版OCO-2卫星数据的计算结果也支撑这一结论。刘毅研究员表示，未来随着观测数据的增加以及模式计算系统的改进，特别是更多团队的深入研究，计算结果的不确定性可以进一步降低；同时，基于大气浓度观测反演计算的生态系统碳汇同清单法计算的碳汇之间的差距也会逐渐缩小。

　　参考文献：

　　1. Wang et al. Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data, Nature, 2020.(10.1038/s41586-020-2849-9)

　　2. Wang et al. Reply to: The size of the land carbon sink in China, Nature, 2022. (10.1038/s41586-021-04258-9)

　　3. Wang et al. Reply to: On the role of atmospheric model transport uncertainty in estimating the Chinese land carbon sink, Nature, 2022.(10.1038/s41586-021-04255-y)

　　2. 碳卫星成果入选国家“十三五”科技创新成就展

　　中科院大气所温室气体卫星模拟和反演系统（IAPCAS）由刘毅研究员领衔的科研团队自主研发。该系统支撑了我国首颗二氧化碳监测卫星（中国碳卫星）的研制和科学应用，2017年利用碳卫星数据反演获了我国首幅全球二氧化碳浓度分布数据，2020年将该数据精度提升到1.5ppm的国际先进水平，同时首次利用物理算法反演获得了陆地生态系统太阳诱导叶绿素荧光数据产品，2021年计算获取了中国碳卫星首个全球碳通量数据产品，标志着我国成为国际上第三个具备空间碳监测能力的国家。

　　3. 大气所香河站正式成为全球碳柱总量观测网(TCCON)标准站

　　2021年9月3日，TCCON（全球碳柱总量观测网）学术委员会经投票一致通过香河站正式成为TCCON标准站（https://tccon-wiki.caltech.edu/Main/TCCONSites），同时王普才研究员团队的周敏强博士担任TCCON学术委员会成员。

　　TCCON观测网于2004年建立，经过十多年的发展，由最初的3个站点发展到现在的26个正式站点，但主要站点仍集中于北美和欧洲。为了填补TCCON在中国华北地区的空白，中科院大气物理所王普才研究员团队联合比利时皇家空间物理研究所、美国加州理工学院等，经过多年的共同努力，成功在中国科学院香河大气综合观测站（香河站）部署了一台Bruker IFS125HR高分辨率傅里叶红外光谱仪，于2018年6月正式投入运行，获得了三年多的温室气体连续高质量光谱及其反演产品数据，发表了系列论文（Yang et al., 2020; Ji et al., 2020; Zhou et al., 2020）。

　　香河站TCCON观测数据将在中国碳卫星（或星座）的地基验证、温室气体同化反演和碳核算评估等碳达峰、碳中和任务中发挥重要作用。