基于WRF-STILT模型对高塔CO2浓度的模拟研究
来源：中国环境科学杂志2017年第7期北京时间：
作者：胡诚, 张弥, 肖薇, 王咏薇, 王伟, Tim Griffis, 刘寿东, 李旭辉
单位：1. 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心, 江苏 南京 210044; /\r\n2. 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室, 江苏 南京 210044; /\r\n3. 明尼苏达大学, 美国 圣保罗市 55108
摘要：利用下垫面均一的美国最大农业种植区已有高塔CO2浓度观测资料，结合EDGAR的13种不同类型人为化石源CO2通量和CarbonTracker的植被NEE数据，评估了WRF-STILT拉格朗日大气传输模型的模拟能力.结果表明，WRF-STILT模型能够很好地模拟出高塔100m处观测到的CO2浓度强季节和日变化特征，全年模拟的大气CO2浓度的均方根误差为10.6×10-6，相关系数为0.44（n=7784，P<0.001）；生长季（6~9月）观测和模拟的浓度增加值线性拟合斜率为1.08（R=0.52，P<0.001），说明一致性高；截距为7.26×10-6则反映了使用人为化石燃烧的CO2通量的高估或者植被NEE的低估.2008年全年高塔观测到的CO2浓度增加值为4.83×10-6，小于模拟得到化石燃烧贡献的增加量6.61×10-6与植被NEE的贡献值3.23×10-6之和.其中原油生产和提炼以及能源工业分别贡献了化石燃料燃烧总量的2.55×10-6（38.6%）和1.43×10-6（21.6%）.而对生长季观测到的强CO2浓度日变化特征模拟结果显示，其模拟的平均日振幅为24.30×10-6；生物质燃烧产生的CO2浓度贡献值为0.06×10-6，相对于植被NEE和化石源的贡献，可以被忽略.该方法可为将来应用高塔衡量气体浓度观测来反演中国区域尺度的温室气体通量提供参考.
关键词：WRF-STILT模型,高塔CO2,浓度模拟,涡度相关,区域尺度,美国玉米带
基金资助：
国家自然科学基金资助项目（41575147，41475141，41505005）；江苏省高校优势学科建设工程项目（PAPD）；教育部长江学者和创新团队发展计划项目（PCSIRT）；2016年度江苏省高校研究生科技创新项目（KY2216-0348）；国家公派联合培养博士研究生项目（201508320287）
