福建省气象局：融合多源数据提升温室气体监测评估能力

为助力实现碳达峰、碳中和目标，福建省气象局成立中国气象局温室气体及碳中和监测评估中心福建分中心（以下简称福建分中心），坚持以气候变化背景下的温室气体动态监测为导向，打造覆盖范围广、涵盖多源生态系统的温室气体监测站网，融合多源立体观测资料和模式数据，推动福建温室气体数值模式和同化业务系统的建立，不断提高温室气体及碳中和监测评估综合能力。目前，已完成福州、厦门站的温室气体数据收集和质量控制分析，初步形成温室气体数据集。

 

温室气体数据质量控制如何确保精度要求，能否建立天-空-地一体化的温室气体数据库？如何实现较高分辨率的温室气体数值模式和同化技术？温室气体排放源到底有哪些，如何有效核算？怎样动态评估省市县三级碳源汇情况？这些都是当前福建气象部门服务“双碳”工作重点关注的问题。

 

福建分中心依托2023年度中国气象局创新发展专项《融合多源立体观测资料和模式数据的省级温室气体及碳中和监测评估技术研究——以福建和青海为例》，综合利用温室气体浓度、通量数据和卫星资料等多源观测资料和模式数据，构建具有代表性的东西部省级层面温室气体数值模式和同化业务系统，研制高分辨率温室气体排放源清单，提升福建省温室气体和碳源汇动态监测评估能力。

 

“温室气体及碳源汇的监测离不开高精度的温室气体浓度站和涡度通量站来进行数据收集和分析，目前福建高精度温室气体浓度站主要测量的温室气体是二氧化碳和甲烷，涡度通量站则主要监测福建典型生态系统二氧化碳的吸收和排放量。”项目负责人、正研级高级工程师潘卫华解释说，目前福建已建成福州、厦门高精度温室气体浓度站和武夷山高精度涡度通量站，并正在宁德、三明、武夷山和泉州等地推动相关站点建设，推动形成全省“5+3”的温室气体浓度站和涡度通量站网。

 

潘卫华介绍，福建省地形比较复杂，在进行温室气体建站位置的布局和选取上要综合不同气象条件、地形地貌和污染源影响以及场地条件等多种因素，团队在建站时坚持高起点、严要求，从福建滨海到内陆崇山峻岭大大小小的山坡进行多次实地勘探和考察，组织专家对可行性方案进行反复论证，精细到抽气管走向、测气探头摆放方位等。

 

项目组推进本地化质量控制分析算法研制，整理分析福州北峰站二氧化碳浓度数据，分析季节变化和可能的污染来源，拆分二氧化碳未受污染的本底浓度、抬升和吸收浓度，开展温室气体浓度时间动态分析，污染物风向玫瑰分析等。未来还计划在全省空白区域增加便携式高精度温室气体监测仪器，提高温室气体监测密度。

 

除了温室气体地面监测外，项目组研究人员还开展GOSAT、OCO-2等碳卫星的本地化应用研究。针对目前碳卫星在福建覆盖度有限，时空分辨率不足等问题，研究人员采用不同卫星间的时间和空间数据融合反演，以满足省内碳卫星监测应用需求。

 

“我们融合了GOSAT和OCO-2两个卫星的观测数据，通过权重融合和空间插值的方法，对时间匹配的两个卫星测量结果进行加权平均，填补观测缺失或低分辨率区域的数据，生成具有更高分辨率和全面性的估计结果。同时建立回归模型进行评估和验证，以提高数据融合精度。未来，还将进一步优化算法，将高分五号等卫星反演结果进行融合，提高福建二氧化碳柱浓度时空分辨率。”潘卫华说。

 

如何实现福建省市县三级碳源汇的动态监测，使其更好服务于地方政府？目前，项目正在建设具有较高分辨率的温室气体数值模式与同化业务系统，实现省、市、县三级人为碳排放和自然碳汇的定量化监测核查和评估。该系统依托于中国气象局碳监测核查支持系统（CCMVS），已完成福州、厦门和泉州等市及下辖区的模块搭建，将有效提高福建省级温室气体及碳源汇监测评估能力。

 

为积极推动气象助力福建“双碳”战略目标实现，福建分中心先后编制福建省2018年至2020年碳排放反演评估分析报告，编写福建省温室气体监测月报，撰写森林碳汇变化特征及影响因子等决策材料，为福建地方政府部门及相关行业制定“双碳”政策和福建经济社会发展全面绿色转型提供决策支撑。