科研进展

AAS: 全球甲烷排放长期变化趋势:传输模型分辨率的影响

  甲烷(CH4)是首要非二氧化碳温室气体。当前大气中的甲烷浓度已超过了1900ppbv,几乎是工业化前浓度水平的3倍,已经造成了约0.5℃的升温,所产生的温室效应在全球变暖中贡献约20%。在政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新发布的第六次评估报告(AR6)中, IPCC在预警全球升温的严峻形势外,也首次阐述了甲烷排放控制对减缓气候变暖以及改善空气质量的作用。

  中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心刘毅团队基于集合卡尔曼滤波算法(EnKF)建立了一个多源甲烷排放同化系统。研究在该同化系统中分别使用GEOS-Chem 4°×5°(R4)和 2°×2.5°(R2)版本的大气传输模式,通过同化日本GOSAT卫星长达10年(2010-2019)的全球XCH4 proxy反演产品,从全球、纬度带和区域尺度上评估使用粗分辨率大气传输模式(R4)同化反演的甲烷排放长期趋势的可靠性。

  研究结果表明:R4(573.04 Tg yr-1)和R2(568.63 Tg yr-1)同化反演的全球甲烷年排放均在GCP最近报告中给出同化结果范围内(576[550-594] Tg yr-1 )。相比于R2,较粗分辨率R4的反演结果会高估热带排放量(13.3 Tg yr-1)而低估热带以外地区的排放(8.9 Tg yr-1),这种偶极子分布差异来源于粗分辨率模式对中高纬度对流层顶的垂直传输以及平流层赤道-极地水平交换的不精确模拟,说明了提高模式分辨率的必要性。本文为研究大气模式误差来源和综合评估甲烷排放同化结果可靠性提供了有价值的参考。

  该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和留学基金委国际交流合作等项目的共同资助,大气所博士研究生朱思虹为第一作者,大气所刘毅研究员和爱丁堡大学冯量博士为通讯作者。

  该研究收录在《Advances in Atmospheric Sciences》组织的碳中和专刊中http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/virtualTopic?id=0dd926a0-0d87-4043-a3ca-c35960430059 

  Citation:Sihong Zhu, Liang Feng, Yi Liu, Dongxu Yang, Jing Wang. 2022: Decadal methane emission trend inferred from proxy GOSAT XCH4 retrievals: impacts of transport model spatial resolution. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-1434-6  

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