瓦里关温室气体本底研究的主要进展

由于温室气体浓度显著增长及其在气候与环境变化中的作用,国际上众多的科学计划和观测体系都把它们的时空分布、源汇及趋势列为重要内容,获得的各种资料在评价人类活动对气候和环境的影响及有关对策研究中起着关键作用。文章阐述了在中国内陆本底地区开展温室气体长期、定点观测的意义和必要性,系统地讨论了10多年来中国瓦里关本底站温室气体本底研究的主要进展。利用瓦里关经严格国际比对和质量控制的大气CO2、CH4长期观测资料,结合同期的地面风资料进行统计分析,建立了瓦里关大气CO2和CH4本底资料筛选方法;利用本底观测资料,研究了瓦里关大气CO2及其δ13C、CH4和CO本底变化及源汇特征所体现的亚洲内陆地域特点和全球代表性,并进一步与同期、同纬度海洋边界层参比值(MBL)以及北半球其他6个大气本底站同期观测数据对比分析,发现了瓦里关大气CH4和CO独特的季节变化并探讨了成因;根据空气团后向轨迹簇所途经的下垫面源汇同观测的大气CO2和CH4浓度变化之间的关系,探讨了瓦里关大气CO2和CH4的输送来源;利用Hysplit-4扩散与输送模式,计算了冬、夏典型月份人为源和自然生态系统源汇对瓦里关大气CO2浓度变化的贡献。并在现有基础上,提出了有待进一步解决的科学问题。     

中国4个国家级野外站大气CH4本底浓度变化特征

CH4是仅次于CO2的重要温室气体。2006年9月至2008年8月期间,按全球大气本底观测要求,在青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山4个国家级野外站开展每周一次空气样品flask瓶采样分析,获得了该地区为期2 a的大气CH4本底浓度资料。结果表明,2 a间瓦里关、上甸子、临安和龙凤山4站CH4浓度年均增幅分别为9.1×10-9、3.8×10-9、21.8×10-9和8.2×10-9;瓦里关站大气CH4浓度增长趋势与全球平均状况较为接近,能较好地反映北半球中高纬度内陆地区大气本底特征;但上甸子站年均本底值相对较低且季振幅偏小,而龙凤山和临安站季节变化规律相似,表现为CH4浓度冬季高而夏季偏低且季振幅较大。     

阿克达拉区域大气本底站反应性气体在线观测

为了促进大气成分业务观测水平的提高,对阿克达拉区域大气本底站新建设的NO_x、SO_2、CO和O_3 4种反应性气体集成观测系统的构造、功能以及质量控制方法进行了介绍,分析了在站址科学论证期间观测到的O_3和CO的浓度水平和变化特征,并与其他本底站的观测结果进行了比较,给出了新观测系统的一些初步观测结果。结果表明,阿克达拉站观测到的O_3和CO的浓度水平及其变化特征有别于中国东部几个大气本底站的观测结果,反映了该站与其他站的差异;新的观测系统自动化程度较高、易于实现质量控制,其性能指标能够满足该偏远站点观测的需求。     

我国温室气体本底浓度网络化观测的初步结果

CO₂和CH₄是《京都议定书》限排的主要温室气体。自1990年以来的长期观测表明, 我国青海瓦里关全球本底站大气CO₂和CH₄浓度与北半球中纬度地区其他一些本底站的同期观测结果具有可比性, 观测数据已成为WMO全球温室气体公报及国内外有关评估报告的重要参考依据; 我国4个区域本底站过去一年来的采样分析结果显示:北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山、湖北金沙大气CO₂和CH₄浓度明显高于同期瓦里关站的观测值, 表明4个区域站大气CO₂和CH₄受自然及人为活动的影响较大。迄今为止, 国内相关部门通过多种方式开展了温室气体浓度长期观测或短期科研, 各具优势和特点, 但力量相对分散、观测站稀少、侧重点和目标各异。为了全面掌握我国温室气体本底浓度时空变化, 了解不同区域大气受自然和人为活动影响的程度, 亟需相关部门分工协作、优势互补、资源共享, 尽快推进我国温室气体及相关微量成分的网络化观测分析和源汇反演模式系统建设, 进而测算、验证不同区域温室气体排放源和吸收汇的动态变化, 分析、评估各区域之间的输送和影响, 为我国应对气候变化的内政、外交提供决策支持。     

江西省温室气体监测及关键领域碳排放核算工作进展

简要概括了“十三五”规划实施以来,江西省开展温室气体浓度监测及关键领域排放核算相关工作及研究进展。1) 阐述了江西省温室气体观测站网建设现状,分析了各监测站浓度变化特征,对监测数据质量进行了评估,规范了业务服务产品;2) 基于景德镇站温室气体观测数据,开展了大气CO2和CH4浓度变化及其源汇特征相关研究,摸清其区域输送影响及源汇特征;3) 通过对卫星资料的分析研究,揭示了江西省大气温室气体浓度时空分布特征;4) 通过连续多年重点企业碳排放核查,促进了碳排放权交易市场的建立;5) 完成江西全省及11个设区市农业温室气体清单的编制,掌握了农业温室气体排放动态变化,编制发布了相关技术规范。江西省温室气体监测起步较晚,相较于山西、广东、江苏等省仍存在一定差距,亟待配备充足的资金和人员,规范台站观测业务运行,加强数据质控和技术队伍建设;此外,有必要加强各类排放过程排放因子本地测算,进一步规范碳核查工作流程,为江西省生态文明建设、绿色低碳发展及应对气候变化提供支撑。     

半干旱草原温室气体排放/吸收与环境因子的关系研究

静态箱一气相色谱法对内蒙古半干旱草原连续两年的实验观测研究结果表明,内蒙古草原是大气CO2和N2O的排放源,而是CH4的汇.在植物生长不同季节,草原生态系统排放/吸收温室气体CO2,CH4和N2O的日变化形式各有不同,其中在植物生长旺季日变化形式最具特征.3种温室气体的季节排放/吸收高峰主要出现在土壤湿度较大的春融和降雨较为集中时期.所有草原植物生长季节CO2净排放日变化形式均为白天出现排放低值,夜间出现排放高值.较高的温度有利于CO2排放,地上生物量决定着光合吸收CO2量值的高低.影响半干旱草原吸收CH4和排放N2O日变化形式的关键是土壤含水量和供氧状况,日温变化则主要影响日变化强度.吸收CH4和排放N2O的季节变化与土壤湿度季节变化分别呈线性反、正相关,相关系数均在0.4～0.6之间.自由放牧使CO2、N2O和CH4交换速率日较差降低,同时使N2O和CH4年度排放/吸收量减少和CO2年度排放量增加.     

龙凤山区域大气本底台站反应性气体观测质量控制

实现对大气反应性气体的业务化观测是中国气象局大气成分观测的重要目标内容之一.为了满足大气本底观测业务的目标要求,在龙凤山区域大气本底观测站反应性气体观测系统2年来的业务试运行的实践经验的基础上,着重分析了涉及质量控制技术中零/跨检查和多点校准的执行情况,确定了执行零/跨检查、多点校准和零/跨调整的指导性频率,提出了基于校准信息的数据订正方法,简要阐述标准量值传递方案和仪器测试、检验和维护中所应注意的内容.     

箱法在草地温室气体通量野外实验观测中的应用研究

利用静态箱法采样,配以气相色谱仪法分析对草地N2O、CH4和CO2温室气体通量进行了较系统的现场测量,同时对箱体内外温度进行同步观测。在对野外原位观测实验数据进行定量分析的基础上,论证了静态箱法对草原土壤-植被系统的N2O、CH4和CO2通量测量的适用性和科学性,讨论了实验结果的可靠性。     

静态箱-气相色谱法CO2和CH4通量观测的质控方法研究

通量观测与大气本底浓度观测采用统一的分析—质控—标校流程和方法对准确评估大气温室气体源汇至关重要。静态箱-气相色谱法是研究陆地生态系统CO_2和CH_4通量的重要手段。本研究首先在实验室对存储样品的气袋进行检测与处理,包括剖析气袋结构,测试气袋在一定时间内对气样中CO_2及CH_4浓度的影响,根据测试结果对采样、运输流程进行优化,确保样品尽量减少污染;其次,采用与温室气体本底浓度分析—质控—标校相一致的流程和方法,以保证两种观测方法所获取数据的准确可比;最后,将本研究中优化的流程和方法应用于2007年7月至2008年7月期间青海瓦里关自由放牧地和围栏草地开展的温室气体通量观测实验,获取了较高质量的CO_2及CH_4通量观数据并进行了初步分析。     

内蒙古草原温室气体排放日变化规律研究

采用静态值－气相色谱法研究内蒙古草原温室气体N2O、CO2、CH4与大气交换的日变化规律。CO2日排放变化形式基本相同，和大气交换的总结果是向大气排放，影响草原N2O排放日变化形式的关键是土壤含水量和表层土壤理化特性，日温变化主要影响其日变化强度；影响草原CH4日变化形式的关键因子是土壤水分和供氧状况，而温度和植物的生长状况则影响吸收强度，利用内蒙古草原温室气候排放相对固定的日变化形式，可以对相同生产季内每周1次的观测结果进行矫正。