基于WRF-STILT模式反演长三角大气CO2排放

作     者：杨樱 马心怡 黄文晶 胡诚 胡凝 张弥 曹畅 柳艺博 肖薇 

作者机构：南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室大气环境中心 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心 航天新气象科技有限公司 南京林业大学生态与环境学院 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金资助(前沿基础)项目(BK2022020) 国家重点研发计划项目(2020YFA0607501) 江苏省杰出青年基金项目(BK20220055) 江苏省“333人才”领军型人才团队(BRA2022023) 

主　　题：温室气体 WRF-STILT模式 长三角区域 

摘      要：城市是温室气体排放的热点区域，其碳排放和能源消耗占全球总量的67%～76%，准确估算区域尺度特别是大城市群的CO2排放对温室气体减排工作至关重要。研究利用WRF-STILT模式结合三种先验人为CO2排放清单（EDGAR v6.0、EDGAR v6.0与GCG v1.0相结合的改进清单、ODIAC清单）模拟2018年冬季长三角地区大气CO2浓度，并以安徽全椒70m高塔的大气CO2浓度观测数据作为参考值，通过比例因子贝叶斯反演的方法对模拟结果进行优化，实现了长三角区域人为CO2排放通量的估算。结果表明：①WRF-STILT模式模拟的CO2浓度能够较好地显示长三角的CO2排放特征。冬季，改进清单模拟的CO2浓度值较仅使用EDGAR v6.0模拟的CO2浓度值更接近于观测值；②基于EDGAR清单和改进清单估算的后验CO2排放通量分别为0.199±0.005和0.200±0.007 mg/(m2·s)，相较于这两个清单的先验CO2排放通量，后验排放通量分别下降了0.02和0.01 mg/(m2·s)，比例因子贝叶斯反演法对基于EDGAR清单先验排放的优化幅度较大，用改进清单计算长三角CO2排放总量时电力与工业排放是不确定性的最大来源；③夜晚边界层高度较低，模型在模拟时将边界层外的排放计算进来导致模拟值的高估。在未来进行模拟时首先应确保WRF模型模拟的夜晚小时边界层高度是准确的，其次排放清单产品在制作过程中还应考虑垂直方向上不同排放源的高度信息。