東亞地區(qū)二氧化碳源、匯及時空分布模擬.pdf

1、目 錄目 錄m m  in 弓 i#  i1.1 研 究背 景和 意義  11. 2 國 內(nèi)外 研 究進 展  21. 2 .1 地 面 觀 測  21. 2 . 2 遙 感 探 測  31. 2. 3 模 式模 擬  41. 3 本 論 文 研 究 內(nèi)容  5第 二章 地面觀測 站點 C 0 2濃度 分析  72.1 大氣 C 0 2濃 度 季 節(jié) 變化特 征  82. 2 大氣 C 0 2濃度 日變 化特 征

2、 11第三章 R A M S- C M A Q 模式系統(tǒng)介紹  153.1 氣 象模 式 （ R A M S ) 153. 2 空氣質量模 式 （ C M A Q ) 163. 3 模 擬 方 案 介 紹  17第 四章 地 氣交 換模 型一 V P R M 模 型介紹  194.1 光 能利 用率 （eg) 194. 2 光 合有 效輻 射 （ PA R )  244. 3 光 合 有 效輻 射 比率 （ FPA R

3、) 244. 4 生態(tài)系 統(tǒng)呼 吸 （ R eC 。 ） 26第 五章 地 氣交換 模 型 參數(shù)及 結果驗 證及 分析  295. 1 太 陽總輻射 模式 結果驗證  305. 2 G P P 模 式 結 果驗 證  33第六章 C 0 2模 式 結果驗證及分析  396. 1  C 0 2濃度空 間分布分析 396. 2 C 0 2濃度模擬 結果站 點驗證  406. 3 C 0 2濃度模擬 結果分析 43I

4、摘 要摘 要本研 究收集 整 理 了東亞地 區(qū) 9 個 本底 觀 測 站 2004 年 以來 的大 氣 C 0 2地 面濃度觀測數(shù)據(jù) ，并從下墊面特征 、源匯 作用 等方面 分析 了各站大氣 C 0 2濃度 的變化特 征及 其 各站之 間的差 異 ， 了解 了大氣 C 0 2濃 度 的季 節(jié) 變 化和 日變 化特 征 。隨后，在區(qū)域大氣化學輸送模式系統(tǒng) R A M S-C M A Q 中引入 了大氣溫室氣體C 0 2， 完善 了模式系統(tǒng)

5、 中的 C 0 2源排放 、 大氣輸送 與擴 散等過 程 ； 特 別針對 C 0 2與地表 植被存在 強烈交 換作 用 這 一特 殊 之 處 ，構 建 了植 被 光 合與 呼吸模 型 并耦合進模式系統(tǒng)中，完善了R A M S- C M A Q 對 C 0 2的模擬能力，使之能夠全面考慮 C 0 2 的排放源 、大氣輸送與擴 散過程及植被光合與呼吸作用 的影 響 。在此基礎 上模擬 分析 了2007 年 東 亞地 區(qū)地 表 C 0 2通

6、量 、大氣 C 0 2濃度 時空 分布 。再利 用衛(wèi) 星和地 面 觀測 資料 ，評 估 了模 擬 結果 的合 理性 。在 此 基礎 上 分 析 了中 國地 區(qū) C 0 2濃度 的時空分布特征 。本研 究 的主要結果 總結如下 -(1)  東亞地 區(qū) 9 個本底觀 測 站大氣 C 0 2地 面濃度 觀 測 數(shù)據(jù) 分 析結果 表 明：各 站大氣 C 0 2濃度存在 明顯的季節(jié)變化和 日變化特征 ；植被量與受人類活動 的影響程度成反 比，大

7、氣 C 0 2平均濃度水平與植被量成 反 比，濃度 日變化 的幅度 與植被量 成 反 比；作 為全球 基準 站之 一 的瓦里 關 山站 （ W L G ) 在 2004至 2008 年間，C 0 2濃度年平均值逐年增加，年增長率約為 2. 28ppm v/ a。(2 )  建立 了C 0 2地氣交換模型一 植被光合與呼吸模 型 ， 其模擬 得到 的 G PP (G rossPr i m ar y Product i on) 的時空分布

8、與東亞地區(qū)的太陽輻射、氣溫、降水等的季節(jié)變化特 征 、植被分布特 征等十分相符 ，模式 結果可 以較好 的反 映各站點 G P P 的季 節(jié) 變化 趨 勢 ，與觀 測 數(shù)據(jù) 具有 很好 的線 性 相 關 關 系 ，其 相 關 系數(shù) 在 0. 9 以上 。(3 )  R A M S- C M A Q 中引入 了大氣溫室氣體 C 0 2， 并添加 了C 0 2地氣交換模型，完善了模式系統(tǒng)中的 C 0 2源排放 、大氣輸送與擴散和地氣交換等