陆地生态系统碳通量与海洋碳通量对GEOS-Chem模拟全球CO2浓度的影响

作     者：张珊 

作者单位：成都信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈权亮;田向军

授予年度：2019年

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：陆地生态系统碳通量 GEOS-Chem模式 CO2浓度 碳源汇 海洋碳通量 

摘      要：大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。在全球碳循环中,大气中CO2与陆地植被和海洋之间的交换通量最大,而利用模型模拟分析已经成为一种重要的手段用以加深对碳循环的理解。本文使用生物模型SiB3与优化后的Carbon Tracker 2016在2008-2010年间的陆地生态系统碳通量驱动GEOS-Chem大气化学传输模型模拟全球CO2浓度。通过分析模拟CO2浓度的空间分布与季节变化,加深对全球陆地碳源汇分布特征的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO2浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO2浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升GEOS-Chem模拟CO2浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO2浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO2浓度更接近观测资料,模拟准确性更高。本研究也对有年际变化的海洋碳通量与气候态的海洋碳通量的分布特征与空间差异进行分析,加深对于海洋中碳源汇分布特征的理解。使用有年际变化的海洋碳通量与气候态的海洋碳通量分别驱动大气化学传输模型GEOS-Chem模拟2008至2010年间全球CO2浓度,并将模拟值与9个观测站点CO2浓度比较,以探究海洋碳通量的年际变化对模型模拟CO2浓度的影响。结果表明两种模拟结果在南半球差异较大,而在四个季节中秋季的差异最大。与观测对比得到有年际变化的海洋碳通量模拟的CO2浓度更接近观测资料,模拟准确性更高。