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珠江三角洲地区大气CO2浓度特征及地面风的作用

麦博儒 邓雪娇 刘霞 邹宇 邓涛

麦博儒, 邓雪娇, 刘霞, 邹宇, 邓涛. 珠江三角洲地区大气CO2浓度特征及地面风的作用[J]. 热带气象学报, 2023, 39(1): 11-22. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.002
引用本文: 麦博儒, 邓雪娇, 刘霞, 邹宇, 邓涛. 珠江三角洲地区大气CO2浓度特征及地面风的作用[J]. 热带气象学报, 2023, 39(1): 11-22. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.002
MAI Boru, DENG Xuejiao, LIU Xia, ZOU Yu, DENG Tao. CHARACTERISTICS OF ATMOSPHERIC CO2 CONCENTRATION AND THEIR CORRELATIONS WITH SURFACE WIND IN THE PEARL RIVER DELTA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(1): 11-22. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.002
Citation: MAI Boru, DENG Xuejiao, LIU Xia, ZOU Yu, DENG Tao. CHARACTERISTICS OF ATMOSPHERIC CO2 CONCENTRATION AND THEIR CORRELATIONS WITH SURFACE WIND IN THE PEARL RIVER DELTA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(1): 11-22. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.002

珠江三角洲地区大气CO2浓度特征及地面风的作用

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.002
基金项目: 

广东省基础与应用基础研究基金 2022A1515010718

广东省基础与应用基础研究基金 2021A1515011494

泛珠三角科技创新开放基金 FZSJ202113

国家重点研发计划项目 2019YFC0214605

广东省气象局科学技术研究项目 GRMC2018M01

详细信息
    通讯作者:

    麦博儒,男,海南省人,副研究员,博士,从事区域温室气体的监测和数值评估。E-mail:mbr4@163.com

  • 中图分类号: X16

CHARACTERISTICS OF ATMOSPHERIC CO2 CONCENTRATION AND THEIR CORRELATIONS WITH SURFACE WIND IN THE PEARL RIVER DELTA

  • 摘要: 利用光腔衰荡光谱(CRDS)技术在线观测了广州番禺大气成分站(GPACS)的大气CO2浓度特征,分析了地面风对CO2的作用。结果表明:(1) 大气CO2在珠江三角洲地区存在明显的地域不均匀特征,2014—2016年期间GPACS的年均本底浓度比全球背景地区平均增加了22.5×10-6(22.5 ppm);(2) 大气CO2浓度在春季最高,冬、秋季次之,夏季最低,年均值为426.64±15.76 ppm;(3) CO2的日变化为双峰结构,峰值分别在05:00—07:00和21:00—22:00,谷值在13:00—15:00,表明受到了自然过程以及人为排放源的复合影响;(4) 风场显著影响CO2的浓度分布,春、夏季CO2浓度距平日变化与地面风速为显著负相关,秋、冬季则为显著正相关。在春、夏季,SWSW和NNE-N风向上CO2浓度较低,在秋、冬季,SSE-S和N方向均导致CO2浓度下降。NW和NE-ENE风向在四季中均能提升CO2浓度,其中NW-NNW和NNE-ENE为弱的CO2源区,分别贡献了0.42 ppm和0.32 ppm的CO2浓度。

     

  • 图  1  广州番禺大气成分站(GPACS)、香港京士柏站(King'park)、鹤咀站(Hok Tsui)的地理位置

    图  2  标定期间PICARRO观测的CO2标气浓度值和标气真实值的差值分布[22]

    黑色虚线为WMO对CO2观测的误差阈值,红色虚线为零线,表示观测的浓度与标气值相等。

    图  3  GPACS的大气CO2浓度日变化特征

    MAM、JJA、SON、DJF分别表示春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)和冬季(12—次年1月),下同。

    图  4  GPACS的CO2浓度在干、湿季的分布特征及其与同时期瓦里关(WLG)全球背景站的比较

    WLG的CO2为连续在线观测数据,其来源于世界温室气体数据中心(WDCGG,https://gaw.kishou.go.jp/)。

    图  5  GPACS的CO2本底浓度季节特征及其与全球/区域背景站的比较

    临安背景站(Lin'an,海拔138.6 m)的CO2本底浓度为连续在线观测。瓦里关站(WLG,海拔3 816 m)、冒纳罗亚(MLO,海拔3 397 m)的CO2本底浓度为瓶采样观测,两站的数据均来源于世界温室气体数据中心(WDCGG,https://gaw.kishou.go.jp/)。

    图  6  GPACS大气CO2浓度的季节(a)和频率(b)分布

    图  7  2016年GPACS的人为CO2排放源逐月分布

    数据来源于MICS-Asial(东亚模式比较计划数据库, http://www.meicmodel.org/about.html)。

    图  8  观测期间GPACS与香港京士柏站(King'park)、鹤咀站(Hok Tsui)的日均CO2浓度分布

    King'park、Hok Tsui的CO2浓度数据来源于数据来源于世界温室气体数据中心(WDCGG,https://gaw.kishou.go.jp/)。

    图  9  2010年GPACS (a)、King's Park (b)以及Hok Tsui (c)的逐月人为CO2排放源分布

    数据来源于MICS-Asia。

    图  10  不同风向上大气CO2距平浓度(ppm)的季节分布

    黑色实线为主导风向,色标表示CO2的浓度并叠加上了风速U(m/s)和风向。

    图  11  不同季节各风向对GPACS的CO2浓度贡献

    图  12  CO2浓度距平与风速(a~d)、风向频率(e~h)的日变化

    误差线表示标准差。

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-04
  • 修回日期:  2022-09-19
  • 刊出日期:  2023-02-20

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