中国地区整层大气甲烷柱总量及其垂直分布特征研究

CH4在大气中所造成的温室效应仅次于CO2，而远高于N2O，是一种十分重要的温室气体。目前国内外研究者已经对近地面甲烷的浓度分布和变化规律做了大量系统的研究，但是由于没有先进的遥感观测仪器和缺乏遥感反演技术的支持，目前国内对于甲烷在整层大气里的分布特征还没有开展系统的研究。因此本项目拟利用德国BRUKER公司生产的国际先进的地基傅立叶红外高光谱仪器（光谱分辨率率0.008cm-1）和美国研发的SIFT2反演软件开展中国区域甲烷柱总量和垂直廓线监测，获取我国地区近两年晴空条件下的地基遥感观测结果，研究中国地区整层大气甲烷柱总量及其垂直分布的变化特征和规律，并且利用经过地基遥感数据和中国气象局全球大气观测本底站近地面背景浓度数据校正后的卫星甲烷监测结果，初步分析研究整层大气甲烷柱总量和垂直结构在中国地区的时空分布特征，为应对气候变化和国家环境决策提供遥感监测基础资料。

CH4在大气中所造成的温室效应仅次于CO2，而远高于N2O，是一种十分重要的温室气体。目前国内外研究者已经对近地面甲烷的浓度分布和变化规律做了大量系统的研究，但是由于没有先进的遥感观测仪器和缺乏遥感反演技术的支持，目前国内对于甲烷在整层大气里的分布特征还没有开展系统的研究。因此本项目利用德国BRUKER公司生产的国际先进的地基傅立叶红外高光谱仪器（光谱分辨率率0.008cm-1）和国际团队研发的数据反演软件开展中国区域甲烷柱总量和垂直廓线监测，获取我国地区近两年晴空条件下的地基遥感观测结果，研究中国地区整层大气甲烷柱总量及其垂直分布的变化特征和规律，并且利用经过地基遥感数据和中国气象局全球大气观测本底站近地面背景浓度数据校正后美国的Aqua卫星的AIRS遥感资料, 分析了2003~2008年中国地区对流层中高层大气甲烷的时空分布特征. 研究发现： AIRS观测结果与近地面观测资料变化趋势一致，与地基遥感的误差在1.5％以内。受近地层自然排放与人为活动的共同影响，中国对流层甲烷在垂直分布上呈现典型的变化趋势：随着高度的增加甲烷浓度下降。甲烷在我国东部和北部地区具有明显的双峰季节变化特征，最高值存在夏季，次高值出现在冬季，与近地面观测结果一致，而南部地区冬季没有显著增加的人为来源，西部地区人为活动稀少，因此在南部和西部地区的甲烷高值只出现在自然源排放强烈的夏季。中国地区的对流层中高层的甲烷与北半球的几个主要地区变化趋势一致，均在2007年之前均保持相对稳定，在2007年后有一个明显的增长，但是中国的增长速度较其他地区更为显著，其中2006~2008年期间的增长速率与我国近地面观测结果相。项目执行期间所形成的成果发表论文19 篇，其中SCI 英文期刊论文7篇，EI 国际会议论文2篇，ISTP论文10篇，其中两篇论文分别获得欧洲航天局和中国国家科技部共同颁发的最佳论文奖和中国遥感卫星辐射定标重点实验室学术年会优秀论文一等奖，其中关于中国地区对流层大气甲烷时空分布研究的SCI论文得到了美国科学促进会（AAAS）和美国航天专业新闻网的转载和报道。