地表气压对温室气体柱总量反演的敏感性分析及敦煌地区温室气体的柱总量观测

• 作者: 刘丹丹 卢兴吉 孙宇松 曹振松 黄印博
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 傅里叶变换光谱技术 温室气体 分子摩尔分数 GOSAT 地表气压
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 573-583
• 页数: 11页
• 分类号: X131.1
• 字数: 5075字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20202803.0573

摘要

地表气压对温室气体浓度反演具有非常重要的影响.利用地基便携式傅里叶变换光谱仪EM27/SUN观测了敦煌地区H2 O,CO2,CH4及CO气体分子的浓度,获得了2018年6月27日到7月21日敦煌地区大气中XH2 O,XCO2,XCH4及XCO的时间序列,结合敦煌观测数据,定量分析了地表气压对气体柱-平均摩尔分数Xgas(column-averaged dry air mole fractions,DMFs)反演的影响.结果表明:XH2O,XCO2,XCH4及XCO与地表气压密切相关,相关系数均高于0.99,柱总量随地表气压的变化快慢决定柱-平均摩尔分数随地表气压的变化趋势.相比较CO2,CH4及CO分子,XH2 O对地表气压的敏感性较弱,地表气压改变1 hPa,XH2 O,XCO2,XCH4及XCO分别变化0.0278％,0.0659％,0.0686％ 和0.062％;观测期间,H2 O,CO2的浓度变化幅度波动较大,XCH4,XCO变化较小,XH2 O平均值在2000×10-6～6000×10-6变化,而XCO2平均值在407.27×10-6～417.60×10-6变化,敦煌站点XH2 O,XCO2,XCH4及XCO的测量精度分别为2.3％,0.14％,0.12％ 及1.7％,XCO2及XCH4的测量精度均优于TCCON网的测量精度;与GOSAT卫星数据对比结果显示,地基反演的XCO2,XCH4值均偏大,XCO2的绝对偏差为7.07×10-6,XCH4的绝对偏差为0.025×10-6;与WACCM数据对比显示,地基反演XCO2结果多数大于WACCM值,最大绝对偏差可以达到8.0×10-6,地基反演XCH4值小于WACCM值,最大绝对偏差为0.032×10-6.实时观测数据更能反映当地的具体情况,研究结果可为我国温暖带干旱性气候温室气体源与汇的研究提供数据支撑和理论基础.