论文部分内容阅读
大气甲烷(CH4)是仅次子大气二氧化碳(CO2)的重要人为温室气体。GOSAT卫星通过大范围连续监测全球大气CH4柱浓度(XCH4)，提供了大量高精度的CH4浓度数据集，推动了分析CH4浓度时空变化特征和探索CH4源汇分布等研究。但是由于逐点采样的观测模式、观测的天气状况和反演的限制条件等的影响，GOSAT卫星观测反演的XCH4数据在时空上的不规则分布和大量数据空白区，不利于直接分析CH4浓度的时空变化特征，进而也难以满足实际科研应用的需求。本文的研究目标为(1)应用时空地学统计方法生成时空连续分布XCH4数据产品;(2)与空间地统计学插值结果和模型模拟CH4浓度数据进行比较;(3)探索区域长时序CH4浓度的时空变化特征，以及(4)结合地面排放数据分析其空间格局。 本文以东亚陆地区域为研究区，利用GOSAT卫星观测反演的2009年6月到2014年5月的大气XCH4数据，首先基于时空地统计学方法分析区域CH4浓度数据的时空变化趋势和变异性特征，并估计空白区的CH4浓度值，按经纬度1°×1°格网、3天的时空分辨率生成CH4浓度时空连续数据产品。其次对该数据产品进行精度评定，克里格估计的标准差总体均值为13.71 ppb，交叉验证中估计值与观测值的线性相关系数大于0.9，优于空间地统计学的方法的CH4浓度数据的精度指标。经过与大气模型CarbonTracker模拟的CH4浓度数据的对比分析，结果表明时空统计学插值CH4浓度数据产品在揭示区域CH4浓度的时空特征中的合理性。 基于所生成的东亚区域CH4浓度数据制图产品，我们分析了东亚区域CH4浓度的时空变化特征，并与已有地面和卫星观测数据的研究成果相比较。东亚区域CH4浓度的总体空间分布格局为由亚洲东南和东部区域向亚洲北部浓度值递减。东亚区域CH4浓度的年均增长值为5.97 ppb，与2007至2013地面观测得到全球年均增长值5.60 ppb的结果相近。CH4浓度的季节变化振幅平均为22.47 ppb，最大值月份出现在8月、最小值在3月，但是在不同区域CH4浓度峰值随纬度变化。最后结合地面CH4排放数据进行相关分析，表明区域CH4浓度高值与地面CH4高排放数据的空间分布相近，两者的线性相关系数为0.80，充分说明地面排放对CH4浓度分布的主导性影响，以及CH4浓度对地面排放的有效响应。 本文基于时空地统计学方法生成了的时空连续卫星观测CH4浓度数据，并利用高精度长时序的CH4浓度制图结果，对区域CH4浓度的时空变化特征进行了深入分析，为CH4浓度以及CH4排放研究提供了有效的CH4浓度数据和重要参考。