垂直廓线校正的卫星 NH3 反演实现中国农业排放的准确表征

氨（NH3）排放对大气污染有显著贡献，但自下而上清单与卫星约束的自上而下估计之间存在差异，后者通常高出三分之一。本研究量化了卫星反演中关于 NH3 垂直分布的假设对这一差异的贡献。通过实施来自 Community Multiscale Air Quality 模型的时空分辨率垂直廓线，以替代 Infrared Atmospheric Sounding Interferometer（IASI）反演中的陡峭梯度，我们将卫星-模型柱差异从 71% 降低至 18%。随后，我们利用结合了迭代质量平衡和四维变分方法的混合反演框架，约束了整个中国的 NH3 排放。我们的后验排放与先验清单显示出一致性（低 7.9%），这表明清单方法之间的差异被基线卫星反演中近地表 NH3 的高估所放大，可能导致生长季排放被高估了 43%。与地面测量的对比评估证实了模型性能的改善，六个月内的归一化均方根误差降低了 1-27%。这些发现表明，在卫星反演中准确表示垂直廓线对于稳健的 NH3 排放估计至关重要，并且能够调和自下而上与自上而下方法之间长期存在的差异。我们利用廓线校正卫星数据的混合反演方法表明，中国 NH3 排放的空间集中度比以往认知的更高，反映了农业的集约化。这一进展能够实现对快速变化的农业排放模式的及时准确表征，这对于实施有效的氮污染控制措施至关重要。