江苏海兰达尔 2023-10-13 15:15 发表于江苏
背景介绍
采样及系统设置
金沙本底站(JS; 114.2◦ E, 29.63◦ N, 751.6 m a.s.l.)位于湖北省崇阳县金沙镇一处山顶,周围30km内被竹林环绕。自2019年10月以来,金沙站使用Picarro公司的G2401温室气体分析仪连续监测大气CO2、CH4和CO浓度。
部分结果
将JS站滤波后的背景值与相近纬度上站点的背景值(浙江临安站,LAN;青海瓦里关站,WLG)进行了比较,与LAN相比,JS地区的CO2浓度更低,这主要是因为华中地区的工业规模和人为排放量较小。此外,JS站距离城市中心更远,而LAN站靠近长三角工业区。较之LAN站,JS站受CO2源排放的影响更小。此外,JS,LAN,WLG三个站点CO2水平最低均发生在7月至8月间,这与夏季人为排放和供暖需求的减少有关。JS和LAN的浓度峰值则出现在12月,这与WLG峰值浓度出现在4-5月的情况非常不同。这种不同可以归因于冬季供暖,人类活动,燃烧产生的二氧化碳,较弱的大气对流以及冬季落叶植物的光合作用减弱而导致的碳封存能力的降低。
通过分析每小时数据来观察日变化发现,JS站春季、夏季、秋季的CO2浓度在15点时达到最小值。这主要是由于快速的垂直大气混合以及此时相对较高的边界层,使得低层大气中CO2的积累变少。夏季的日变化最显著,主要是由于植物光合作用增强以及对流的提升。CO2水平的峰值出现在8-10点间,这是夜间植物呼吸和最稳定的大气条件下产生的CO2积累的结果。冬季CO2的日变化幅度较小,主要受持续的人为排放和碳封存减少的影响。
对四季中1、4、7、10月CO2和CH4污染事件的轨迹进行分析。在春季,CO2的污染源输送主要来源于东北方向。相比之下,CH4的春季源传输从西南方向有所增加,特别是包括了湖南地区。在夏季,CO2和CH4污染源的传输主要来自于正北和西南方向的气团。在秋、冬两季,CO2和CH4的污染源传输方向一致,主要来自于北方,穿越了太原、石家庄、郑州、武汉、合肥和南京等主要城市。CO2和CH4在传输途径和平均空气质量数值上的差异进一步表明,CO2主要受城市集群的人为排放的影响,而CH4则主要受湿地等自然来源排放的影响。
不同季节72小时的后向轨迹聚类分析
结论
这项研究考察了2019年10月至2021年4月期间,金沙区域大气本底站CO2、CH4和CO浓度的季节和日变化,评估了气象条件对该站点温室气体浓度的影响。此外,通过潜在源贡献函数分析,利用后向轨迹确定了影响站点的主要传输源。
结果表明,2020年金沙站CO2、CH4和CO的本底浓度分别为424.1±0.1ppm,2046.2±0.6ppb和324.1±1.1ppb。CO2浓度夜间较高,受边界层高度、光合作用和人类活动的影响。秋季甲烷浓度在四季中最高,受到华中地区农业活动的影响。而CO2和CO浓度在冬季达到最高值,主要受来自京津冀地区和湖北传输的影响。在我国全面碳中和的背景下,应更加注意京津冀地区冬季供暖和工业活动的排放,并在监测过程中深入区分传输源的影响。
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