净零排放对中国大气二氧化碳浓度的影响——基于GEOS-Chem模型的理想模拟  

Impact of net-zero emissions on atmospheric CO_(2) concentration in China:Ideal simulations based on the GEOS-Chem model

作　　者：谭景烨 王军[1,2] 毛慧琴 王恒茂 刘志强 王美蓉 阎然[1,2] 王训梅 江飞 Tan J;Wang J;Mao H;Wang H;Liu Z;Wang M;Yan R;Wang X;Jiang F

机构地区：[1]南京大学地球关键物质循环前沿科学中心,国际地球系统科学研究所,南京210023 [2]南京大学地理与海洋科学学院,江苏省地理信息科学与技术重点实验室,自然资源部陆地卫星遥感应用重点实验室,南京210023 [3]生态环境部卫星环境应用中心,北京100094 [4]重庆市气象科学研究所,中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室,重庆401147 [5]南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室,气象灾害教育部重点实验室,气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044 [6]西藏自治区气象局,墨脱大气水分循环西藏自治区野外科学观测研究站,日喀则和墨脱国家气象观测台,拉萨850000

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第3期892-907,共16页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFB3904801);国家自然科学基金项目(42475129);江苏省自然科学基金项目(BK20221449);西藏自治区科技创新基地建设项目(XZ202401YD0008);国家重大科技基础设施项目(2023-EL-ZD-00022)资助。

摘　　要：大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO_(2)浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO_(2)浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GEOS-Chem进行了2015~2019年的一系列理想模拟.与碳观测卫星(OCO-2)的CO_(2)柱浓度(XCO_(2))及ObsPack地面CO测量数据对比发现,GEOS-Chem模型能有效再现CO_(2)的时空变化,模型在中国区域内对OCO-2 XCO_(2)的均方根误差(RMSE)为1.51ppm(R^(2)=0.89),对WLG站地面CO_(2)浓度的RMSE为2.65ppm(R^(2)=0.75)此外,与中国XCO_(2)在正常排放情况下2.83ppm a^(-1)的上升趋势相比,中国的净零CO_(2)排放使XCO_(2)的上升趋势减缓至1.81ppm a^(-1),下降幅度约为35.89%.同时,XCO_(2)的季节循环振幅(SCA)从(7.39±0.81)ppm降至(6.75±0.70)ppm,相对下降9.91%.从空间分布上,净零CO_(2)排放在华北和华南地区引起了XCO_(2)趋势的显著下降,而对SCA的影响则主要在华北和东北地区.此外,理想试验显示,化石燃料CO_(2)零排放使XCO_(2)的线性趋势降低了40.81%,而缺少陆地CO_(2)汇则使SCA显著减少16.61%.地面CO_(2)浓度的趋势和SCA对净零CO_(2)排放的响应与XCO_(2)相似,但表现出更高的敏感性.总体而言,本研究强调了中国“碳中和”目标在缓解全球变暖中的潜力,并指出全球各国需加强合作,共同应对气候变化.

关 键 词：XCO_(2) GEOS-CHEM 碳中和 净零排放 地表CO_(2)浓度 

分 类 号：X51[环境科学与工程—环境工程]