海岛温室气体自动观测系统的设计与实现

姜亦飞，王先桥，王 丹，吕洪刚

（国家海洋环境预报中心 自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室，北京 100081）

二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）是大气中最主要的温室气体，贡献了大气辐射总强迫的83%（总辐射P734.4强迫为3.1W/m2），单位重量CH4的辐射强迫效应是CO2的20倍以上[1-5]。截至2020年11月，美国Mauna Loa全球大气本底站观测的大气CO2和CH4本底浓度（本文所指的浓度是指体积混合比或摩尔分数）分别达到了413.11×10-6（摩尔分数）和1 891.9×10-9，而工业革命前的大气CO2和CH4只有约280×10-6和720×10-9，大气温室气体浓度的持续增长将导致温室效应继续加强，进而直接影响全球气候变化[6-7]。深入了解不同区域大气CO2和CH4浓度变化特征及影响机制，对科学制定温室气体减排政策、积极应对气候变化具有十分重要的意义[8]。

国外科研机构于20世纪60年代开始对主要温室气体的本底浓度开展监测，为全球气候变化及碳循环等研究工作提供了大量基础数据[4]。国内温室气体监测工作起步于20世纪80年代，中国气象局陆续建成的青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山等站已列入世界气象组织/全球大气观测计划（World Meteorological Organization，WMO/Global Atmosphere Watch Programme，GAW）大气本底站系列，并按照WMO/GAW的观测规范和质量标准开展观测，积累了宝贵的经验和数据，该研究团队在本底站温室气体观测、评估和预测等方面做了大量的研究和分析工作，经过多年研究成果总结出，影响区域温室气体浓度日变化的主要因素是该区域的植被的光合和呼吸作用以及人为活动排放；影响区域温室气体浓度季节变化的主要因素是该区域的地面风速风向以及气团输送等[9]。……