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年际变化特征

        卫星监测结果显示(图2-4),2010—2017年全球年均大气CO2浓度呈现线性增长趋势,年平均绝对增量为2.2 ppm,2017年年均值达到402.8 ppm。在此期间,全球大气CO2浓度呈现稳定的季节波动增长特征,每年在春季达到峰值,夏季降至谷值,峰值与谷值的差值可达2.9~7.1 ppm。

图2-4 2010—2017年卫星遥感监测全球大气CO2浓度月均值时间序列变化

       卫星遥感观测数据显示,全球大气CO2浓度年平均值呈持续性增长(图2-5)。2010年,全球大气CO2浓度年平均值为387.4 ppm,83%的区域低于390.0 ppm(图2-5a)。2013年,全球大气CO2浓度平均为393.4 ppm,卫星遥感观测数据中90%的观测值大于390.0 ppm(图2-5d)。2013年全球年均大气CO2浓度较前一年上升了约2.9 ppm,超过了2011年和2012年相对前一年的增幅(图2-5d)。基于全球大气监测网台站对大气CO2中13C/12C测量结果的研究表明,CO2增速变化主要是由于大气和陆地生物圈之间碳通量的微小变化所引起。

        2016年,卫星监测全球大气CO2平均浓度首次达到400.0 ppm,卫星遥感观测数据中59%的观测值大于400.0 ppm(图2-5g)。2016年大气CO2浓度增速相对2015年也有明显升高,年均增量在3.0 ppm以上,高于2012—2013年的增幅,且显著高于过去5年(2010—2015年),这主要与2015/16年厄尔尼诺(El Niño)有关的自然生态系统碳汇作用减弱有关。

        2017年,全球大气CO2平均浓度达到402.9 ppm,卫星遥感观测数据中83.7%的观测值大于400.0 ppm(图2-5h)。

(a)2010年

(b)2011年

(a)2012年

(b)2013年

(a)2014年

(b)2015年

(b)2016年

(b)2017年

图2-5 2010—2017年GOSAT卫星监测全球大气CO2浓度年变化

       如图2-6和图2-7所示,2010—2017年各大洲和重点区域的大气CO2浓度都有所增加,亚洲、北美洲和非洲中南部的大气CO2浓度高于全球平均浓度,欧洲、南美洲和大洋洲的大气CO2浓度低于全球平均浓度。7个重点区域中(中国、南亚、美国、西伯利亚、非洲中南部、欧盟28国及东南亚地区),西伯利亚和东南亚地区的大气CO2浓度低于其他地区。

图2-6 卫星监测全球及各大洲大气CO2浓度年平均值(2010—2017年)

图2-7 卫星监测重点区域大气CO2浓度年平均值(2010—2017年)

       从图2-8可以看出,各大洲(亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、非洲、大洋洲)大气CO2浓度年绝对增量在2013年和2016年处于峰值,均在2016年最多,分别为3.0、2.8、3.2、3.1、3.1、3.1 ppm。亚洲和大洋洲大气CO2浓度年绝对增量在2011年和2014年都是最少的,分别为1.8、1.7 ppm;欧洲和非洲在2011年最少,分别为1.8 、1.6 ppm;北美洲和南美洲在2014年最少,均为1.7 ppm。

图2-8 2011—2017年各大洲大气CO2浓度年绝对增量

       从2011—2017年重点区域大气CO2浓度年绝对增量(图2-9)可以看出,区域大气CO2浓度年绝对增量年际差异较大,主要与2015/16年厄尔尼诺(El Nino)有关的自然排放增加导致全球大气CO2浓度上升有关。各区域大气CO2浓度年绝对增量均在2016年最多,其中,非洲中南部为几个地区之最,达到3.6 ppm;中国、美国、东南亚地区大气CO2浓度年绝对增量均在2014年最少,分别为1.7、1.5、1.8 ppm;非洲中南部地区在2017年最少,为0.9 ppm。

图2-9 2011—2017年重点区域大气CO2浓度年绝对增量

       图2-10和图2-11为2010—2013年、2014—2017年各大洲和重点区域CO2浓度绝对增量,由图2-10可见,2010-2013年,亚洲、欧洲和北美洲地区大气CO2浓度绝对增量高于全球,南美洲、非洲和大洋洲低于全球;2014-2017年,亚洲、北美洲和非洲地区大气CO2浓度绝对增量高于全球,欧洲、南美洲和大洋洲低于全球。由图2-11可见,2010-2013年,中国、美国和南亚地区大气CO2浓度绝对增量高于全球,西伯利亚最低;2014-2017年,美国、中国、西伯利亚和南亚地区大气CO2浓度绝对增量高于全球,非洲中南部最低。

图2-10 2010—2013年、2014—2017年各大洲大气CO2浓度绝对增量

图2-11 2010—2013年、2014—2017年重点区域大气CO2浓度绝对增量