基于夜间效应的海气CO2通量遥感估算研究
编号:2383
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更新:2023-04-11 17:06:14 浏览:527次
口头报告
摘要
发展海洋碳中和是我国全面实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要现实需求,尽管海洋碳汇展现出了广阔的应用前景,但仍缺乏用于研究海洋碳汇的直接有效的信息。我们使用海-气CO2通量来定量理解海洋碳汇(源),但是估算海-气CO2通量所用到的海表面温度(SST)和叶绿素(Chl-a)等光学遥感数据只能获取白天数据缺少夜间数据,而无论是CO2在海水中分压(pCO2w)、SST还是海-气CO2通量都存在显著的昼夜差异,仅使用白天的数据代替昼夜的数据计算CO2通量会对CO2日通量的计算造成显著误差,2010~2020年CO2白天通量 (Fday) 与CO2实际日通量 (Freal) 的11年平均差值为0.0751 mmol m-2 d-1,通过控制实验考虑误差主要来源于pCO2w和SST,所以使用2010~2020年11年中随机选取的75%的浮标数据分别对pCO2w和SST建立相应的夜间效应关系式,并将其统称为CO2通量的夜间效应。使用剩余25%的浮标数据对基于夜间效应估算的CO2通量进行验证,结果发现基于SST的夜间效应估算的CO2日通量(Fcomt)与Freal的均方根误差(RMSE)是12.58mmol m-2 d-1;基于pCO2w的夜间效应估算的CO2日通量(Fcomp)与Freal的RMSE是11.94 mmol m-2 d-1;基于CO2通量的夜间效应(包含pCO2w和SST的夜间效应)修正后的Fcom与CO2实际日通量(Freal)的RMSE)是11.93 mmol m-2 d-1,较CO2白天通量(Fday)与Freal的RMSE值46.32 mmol m-2 d-1减小,Fcomt 、Fcomp 和Fcom都比Fday更接近实际CO2通量,Fcom是最接近实际CO2通量的,所以考虑夜间效应可以有效减小仅使用白天的数据代替昼夜的数据计算CO2通量造成的误差。
使用全部的浮标数据建立pCO2w遥感算法模型时拟合效果较差,所以我们选择按照太平洋,大西洋和印度洋分区域建立pCO2w的遥感算法。利用pCO2w和SST的夜间效应关系和分区域pCO2w遥感算法估算的全球昼夜CO2通量(cor_Fcom)较利用分区域pCO2w遥感算法估算的全球白天CO2通量(day_Fcom)对海洋CO2的源和汇都有一定的减小。cor_Fcom日平均为-4.80×10-3 mmol m-2 d-1,cor_Fcom较day_Fcom日平均增大0.18 mmol m-2 d-1,day_Fcom将海洋CO2的汇平均高估10.21%;月平均为-23.36 mmol m-2 mon-1,cor_Fcom较day_Fcom月平均增大2.50 mmol m-2 mon-1,day_Fcom将海洋CO2的汇平均高估10.68%;cor_Fcom年平均为-6.86 mol m-2 y-1(2020年9月~2021年8月),整体表现为海洋是大气CO2的汇,cor_Fcom较day_Fcom年平均(-7.61 mol m-2 y-1)增大0.75 mol m-2 y-1,day_Fcom将海洋CO2的汇平均高估10.89%。
稿件作者
于潭
上海海洋大学;东海实验室
金蕊
上海海洋大学;东海实验室
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