隨著(zhù)全球氣候變化的日益嚴重，CO2排放已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。了解CO2通量的分布和變化對于制定有效的環(huán)境保護政策具有重要意義。傳統的觀(guān)測方法存在著(zhù)精度低、時(shí)間和空間分辨率不足等問(wèn)題，如何提高觀(guān)測精度成為了研究的重點(diǎn)。
貝葉斯反演作為一種有效的數學(xué)方法，可以通過(guò)利用已知信息對未知參數進(jìn)行推斷，以揭示CO2通量的分布和變化。下面這篇論文的研究成果對于深入了解CO2通量的分布和變化，制定有效的環(huán)境保護政策具有重要的現實(shí)意義和應用價(jià)值，一起來(lái)看看！
揭示印度半島碳循環(huán)之謎：高分辨率貝葉斯反演揭示二氧化碳通量
工業(yè)時(shí)代以來(lái)，二氧化碳（CO2）濃度增加了近50%，主要歸因于人類(lèi)活動(dòng)，尤其是化石燃料的燃燒。CO2對人為輻射強迫具有重要貢獻。就過(guò)去10年國家尺度CO2排放量而言，印度排名第三，占全球總量的7%。印度上空大氣CO2的季節性變化主要受季風(fēng)動(dòng)力學(xué)導致的植被生長(cháng)和運輸的季節性變化所控制。然而，印度大氣中CO2摩爾分數的精確測量是有限的。
基于此，在所附的文章中，來(lái)自印度的研究團隊基于2017年-2010年印度半島Thumba（8.5°N，76.9°E） ，Gadanki（13.5°N，79.2°E）和Pune（18.5°N，73.8°E）三個(gè)站點(diǎn)地面CO2高精度原位觀(guān)測數據（Picarro G2401氣體濃度分析儀）、用于反演的不同來(lái)源CO2先驗通量（源自ODIAC的化石燃料排放、源自VPRM模型的大氣-生物圈交換、源自GFED的野火排放、源自OTTM模型的海洋通量）、高分辨率拉格朗日粒子擴散模型FLEXPART（通過(guò)計算點(diǎn)、線(xiàn)、面或體積源釋放的大量粒子的軌跡，來(lái)描述示蹤物在大氣中長(cháng)距離、中尺度的傳輸、擴散、干濕沉降和輻射衰減等過(guò)程。該模式既可以通過(guò)時(shí)間的前向運算來(lái)模擬示蹤物由源區向周?chē)臄U散，也可以通過(guò)后向運算來(lái)確定對于固定站點(diǎn)有影響的潛在源區分布） ，通過(guò)貝葉斯模型反演了印度半島的CO2通量。
在本研究中，Picarro G2401氣體濃度分析儀用于測量Gadanki和Pune站的CO2混合比。測量間隔為2.5 s。在Gadanki站，使用外置真空泵和聚四氟乙烯管，以約400 SCCM流速，從樹(shù)冠上方離地面約13米的建筑物頂部將環(huán)境空氣引入Picarro分析儀。在Pune站，Picarro儀器安裝在一座高層建筑頂部，使用外置真空泵和Synflex Decabon管將離地面約15米的環(huán)境空氣輸送至分析儀。兩臺儀器都定期使用NOAA的氣瓶進(jìn)行校準。
【結果】
（a）Thumba、（b）Gadanki和（c）Pune每周測量（青色）和模擬（橙色）的CO2混合比的時(shí)間變化。
(a) 先驗通量，(b) 后驗通量及其差異平均值。
【結論】
基于獨立估計，印度半島地區的CO2來(lái)源（3.34 TgC yr?1）比化石燃料和生態(tài)系統交換綜合的來(lái)源略強。在季節尺度上，冬季、季風(fēng)前、季風(fēng)和季風(fēng)后季節，印度半島上空先驗通量的通量修正分別為4.68、6.53、-2.28和4.41 TgC yr-1。該研究強調了使用貝葉斯法優(yōu)化某個(gè)區域的地表CO2通量的重要性。強調在反演過(guò)程中需要考慮先前的通量不確定性和觀(guān)測不確定性。反演實(shí)驗中使用臺站的CO2測量結果能夠捕捉到印度半島的足跡，有助于更好地限制反演中的通量。但也需要進(jìn)行長(cháng)期持續監測，以進(jìn)一步降低估計通量的不確定性。
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