利用分层通量反演框架 WOMBAT v2.0 推断全球碳循环的变化
大气与海洋物理
2022-10-20 v1 地球与行星天体物理
应用统计
摘要
二氧化碳(CO)及其他重要温室气体的地表-大气通量的自然循环正因人类影响而改变。需要量化这些变化以理解气候变化及其影响,但这很难做到,因为自然通量发生在大的空间与时间尺度上。为推断通量趋势并识别通量季节循环中的相移与振幅变化,我们构建了一个通量反演系统,该系统对通量采用新颖的空间变化时间序列分解,同时容纳对通量的物理约束。我们将这些特性纳入 Wollongong 温室气体贝叶斯同化方法(WOMBAT, Zammit-Mangion 等, Geosci. Model Dev., 15, 2022)——一个为底层模型所有未知量提供后验分布的分层通量反演框架。我们将这一称为 WOMBAT v2.0 的新方法应用于 OCO-2(Orbiting Carbon Observatory-2)卫星 CO 摩尔分数的卫星观测与多来源 CO 摩尔分数直接测量的混合数据。我们估算了 2015 年 1 月至 2020 年 12 月间发生的 CO 通量变化,并将后验估计与基于相关物理过程自底向上理解的替代方法进行比较。我们发现通量存在显著趋势,包括热带生态系统在研究期内从 CO 净源趋势转为净汇。我们还发现生态系统 CO 通量的全球季节循环振幅在研究期内增加了 0.11 PgC/月(增幅 8%),且北方温带与北方寒带地区生态系统 CO 通量的季节循环分别提前了 0.4–0.7 与 0.4–0.9 天(后验 2.5th 至 97.5th 百分位)。
引用
@article{arxiv.2210.10479,
title = {Inferring changes to the global carbon cycle with WOMBAT v2.0, a hierarchical flux-inversion framework},
author = {Michael Bertolacci and Andrew Zammit-Mangion and Andrew Schuh and Beata Bukosa and Jenny Fisher and Yi Cao and Aleya Kaushik and Noel Cressie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10479},
year = {2022}
}