研究揭示了亞太地區大氣二氧化碳的三維分布

日本國家環境研究所(NIES)和日本氣象研究所(MRI)一直在進行一項名為「軌跡」的大氣測量項目。這是世界上第一個在客機上持續測量大氣二氧化碳濃度的項目。日本航空公司(JAL)的飛機定期攜帶持續的二氧化碳測量設備(CME)，該設備可以測量從起飛到降落沿航線的大氣二氧化碳濃度。自該項目於2005年啟動以來，全球共收集了超過1.2萬次航班的700多萬份二氧化碳數據，這使我們能夠探索亞太地區大氣二氧化碳的詳細時空變化，而亞太地區的二氧化碳濃度監測很少。

大氣中的二氧化碳濃度正在增加，應對氣候變化的行動需要對全球碳循環有準確的了解。隨著經濟的快速增長，亞洲在全球碳預算中扮演著越來越重要的角色。對人類相關部門的二氧化碳排放量以及亞洲自然植被的排放量和吸收量的估計仍然存在很大的不確定性。大氣測量是有用的信息，因為大氣中二氧化碳的丰度和梯度基本上是由排放和吸收的時空分布和強度以及大氣運輸決定的。然而，在亞洲各地建立便利的監測網路是一項挑戰。商用客機是一種切實可行的解決方案，因為它提供了定期和長期的機會，可以在世界各地的不同國家進行飛行測量。

本研究分析了亞太地區10年的二氧化碳濃度測量數據。從地面全球大氣監測網路,現在眾所周知,大氣中的二氧化碳經歷明顯的季節性變化,夏季枯竭和春天海拔(在北半球)由於生物圈的活動(光合作用和呼吸作用),因此北方生物圈是公認的一個司機的季節性周期的大氣中的二氧化碳。航跡數據顯示，亞洲上空的二氧化碳季節性隨緯度、經度和海拔的變化而變化。特別是，我們觀察到8月至9月南亞至東南亞的二氧化碳濃度明顯下降。低二氧化碳區被發現局限在亞洲夏季季風反氣旋區域內——在大氣上層(海拔10公里以上)持續反氣旋環流，與季節性變化的季風機制有關——南亞植被對二氧化碳的強烈吸收也留下了印記。亞洲夏季季風氣象學有效地將南亞地面植被的信號向上傳遞，並在反氣旋中被困後最終傳播到太平洋。南亞CO2吸收的季節性變化和亞洲夏季季風反氣旋的動態發展與衰減對大氣CO2在亞洲和太平洋的分布有顯著影響。

CONTRAIL商用客機的測量結果提供了當今世界大氣監測網路未採樣區域的高頻二氧化碳數據。軌跡數據集將補充其他觀測平台(地面站和衛星)的測量數據，並將越來越有助於更好地了解碳循環和大氣中痕量氣體的運輸，這些氣體在氣候變化和空氣污染方面至關重要。

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