论文：全球变化与碳循环

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1、大气物理研究所博士生专业课《全球变化与碳循环》分组项目论文选题：大气中CO2浓度变化特征及其可能原因初探召集人：李婷婷组别：5组员总数：10人组员名单：李婷婷、赵晓松、许建玉、刘永和、胡永红田华、李宏毅、周自江、朱凌云、杜振彩日期：2008年4月26日组员分工清单序号姓名班级分工（具体某一部分工作及论文章节）1李婷婷06博查阅文献及撰写思路2赵晓松05博查阅文献及撰写思路3许建玉06博查阅文献及撰写思路4田华06博资料处理，作图及图形分析5李宏毅06博资料处理，作图及图形分析6刘永和07博资料处理，作图及图形分析7胡永红06博资料处理，作图及图形分析8周自江06博整理文章9朱凌云06博整理文章

2、10杜振彩06博整理文章1大气中CO2浓度变化特征及其可能原因初探（中国科学院大气物理研究所100029）摘要：本文利用大气中CO2浓度长期观测数据，分析了其周期变化和空间分布特征，结果表明：CO2变化存在着显著的长期增长趋势、年际变化、季节变化以及季节内振荡等周期特征。长期增长可能是由于化石燃料燃烧以及过度垦荒造成的；年际变化则可能是由于气候变化（如ENSO事件等）、突发事件或环境变化（如森林火灾、火山爆发等）以及CO2源汇差异的影响引起；不同站点表现为不同的季节变化和季节内振荡特征，这可能与观测点所在地理位置不同有关。而CO2浓度的空间分布特征表现为明显的随纬度变化的特征。关键词：CO2浓

3、度、周期特征、空间分布1.引言IPCC第四次评估报告指出，20世纪中期以来的全球平均气温上升，极有可能是基于人为的温室气体浓度上升。而CO2作为第一大温室气体，其浓度已经由工业革命前的288ppm上升到2005年的379ppm(IPCC,2007)，预计在21世纪末将达到650－700ppm。为了应对人类活动给气候变化带来的影响和挑战，全球大气监测系统(GAW)开展了大气CO2等温室气体的长期、精确的监测。GAW已为IPCC报告的编写及气候框架公约的谈判提供了大气CO2及其他温室气体持续增长的权威性信息．近期研究表明，生态系统在大气CO2增长速率和年际变化中起着重要作用。本文对世界气象组织世界

4、温室气体数据中心1990年到2000年50个监测站点的逐日CO2浓度监测数据进行分析，给出了全球四个季节浓度分布；挑选了其中六个站点使用小波分析和功率谱的方法对CO2浓度进行了统计分析，对CO2浓度的变化特征及其可能的成因进行了初步探讨。2.资料和方法2.1资料选取1)世界气象组织世界温室气体数据中心1990年到2000年50个监测站点的逐日监测数据；22)选取其中六个站点(见表1)数据进行小波和功率谱分析。表1选取观测站点一览表站名经纬度海拔(m)观测时间备注欧洲草场站点WankPeak47.52ºN,11.15ºE178001Jan1981-31Dec1994wnp日本海边市区Hamama

5、tsu34.72ºN,137.72ºE3501Oct1998-31Dec2001建筑屋顶hmmCapeOchi-ishi43.15ºN,45.50ºE4501Aut1995-31Dec2002CoiShemyaIsland174º6'E，52º43'N4001Jan1983-31Dec2002美国shmSchauinsland7º55'E，47º55'N120501Jan1986-31Dec2002德国sslMt.Waliguan100º54'E，36º17'N381001Jan1991-31Dec2002中国wlg2.2研究方法1)1990年到2000年年均全球浓度空间分布与对比：根据世界气

6、象组织世界温室气体数据中心数据，选取全球1990-2000年温室气体监测序列完整的点作为研究对象，选取站点数目为50个，将所有样点按照经纬度落在全球矢量行政区划图上，建立相关分析属性结构。根据1990年到2000年50个监测站点的逐日监测数据，加权平均得到逐月数据，进而将逐月数据处理成年均数据，并将数据按月份分布进入软件进行分析，这里主要关注1990年全球年均CO2分布状况和2000年全球年均的CO2分布状况，并在软件中差值成全球分布图，与行政区划叠合分析全球实测CO2浓度的变化格局。2)1990年到2000年季均全球浓度空间分布与对比：这里主要关注1990年全球四季的CO2分布状况和2000

7、年全球四季的CO2分布状况，并在软件中差值成全球分布图，与行政区划叠合分析全球实测CO2浓度的变化格局。3)距离倒数加权差值法（InverseDistanceWeightedMethod）：该方法的原理是，以数据点与网格点的距离平方倒数作为权值，距离越大权值越小，反之则越大。在具体应用时，既可以把它当作精确估值，又可当作平滑估值。其具体原理为：待估点的值x可以表示为估计点xi与相应的权系数相乘的累