Fundamental Research | 江飞：碳卫星监测到的全球前5碳排放国家/地区的碳中和状况

Fundamental Research 2022-12-31

Fundamental Research 2022年第2卷第3期封面

碳卫星监测到的全球前5碳排放国家/地区的碳中和状况

关键词：碳中和，碳同化系统，区域净碳通量，碳卫星，陆地碳汇

为了应对全球变暖，2016年全球175个国家签署了《巴黎协定》，承诺减少CO₂排放，将全球增温控制在1.5℃范围内, 同时确定自2020年后国家自主贡献的减排方式，并从2023年开始每5年开展一次全球碳盘点。近年来，欧盟、美国、日本、巴西、中国、印度等国家先后发布了实现碳中和的时间表。要实现碳中和，迫切需要精准监测每个国家和地区的净碳通量的变化。2009年以来，日本、美国、中国等先后发射了碳卫星，用以监测全球大气CO2柱浓度（XCO₂）的时空分布。全球碳同化系统通过同化卫星观测XCO₂，可对地表碳通量进行反演估算。

本研究使用了我国自主开发的全球碳同化系统（GCASv2），结合日本GOSAT和美国OCO-2卫星监测的XCO₂数据，对全球的地表净碳通量进行反演，重点分析了全球碳排放前5国家和地区近10年的碳中和状况及其变化趋势（图1）。在本研究中，一个国家或地区的净碳通量是其陆地区域和专属海洋经济区的净碳通量之和。

研究发现：（1）2010 – 2019年中国、美国、欧盟、印度和俄罗斯的年均净碳通量分别为（2.33 ± 0.29）、（0.82 ± 0.20）、（0.42 ± 0.16）、（0.50 ± 0.12）和（-0.33 ± 0.23）PgC/yr，表明俄罗斯已经碳中和，但其他4个国家/地区与碳中和目标仍然差距很大。（2）在陆地区域，中国除东北和西南部分地区，其他大部分地区表现为碳源；美国在其东北和西部以及南部地区碳源显著，中部农业区很多地方表现为碳汇；在欧盟，北欧国家表现为碳汇，西欧国家基本为显著的碳源，特别是德国、荷兰和英国；印度除南方部分地区外也基本表现为显著的碳源；俄罗斯除城市以及西伯利亚中部地区外，大部分地区则表现为碳汇。相比陆地，海洋专属经济区的净碳通量均很弱，其中印度海洋表现为弱的碳源，其他四个国家或地区均表现为弱的碳汇。（3）2010年到2019年，美国和印度的净碳通量呈增加趋势，欧盟趋于稳定，中国在2013年之后呈现略微下降的趋势；基于森林资源清单数据，中国净碳通量下降趋势主要归因于陆地生态系统碳汇增加，而美国净碳通量的上升可能是由于森林老化导致生态系统碳吸收下降。印度净碳通量的上升是由其快速的碳排放增加导致的。

图1. 先验和后验净碳通量年际变化（a）中国、（b）美国、（c）欧盟、（d）印度和（e）俄罗斯。

以上内容节选自期刊Fundamental Research 2022年第3期发表的文章“F. Jiang, W. He, W. Ju, et al., The status of carbon neutrality of the world’s top 5 CO₂ emitters as seen by carbon satellites, Fundamental Research 2(3)(2022) 357-366”。

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主要作者简介

江飞 南京大学国际地球系统科学研究所教授、博士研究生导师。主要从事碳循环与空气污染的模拟与数据同化研究，研发了基于卫星遥感的全球碳同化系统GCASv2和空气质量循环同化预报系统等，研究成果入选国家“十三五”科技创新成就展。

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