2022年10月14日下午，bwin必赢开展第六十三期“风云英华”学术讲座活动，本次讲座邀请到了bwin必赢国际地球系统科学研究所江飞教授，为公司师生作题为《全球及区域陆地生态系统碳汇大气反演估算》的报告分享。
江飞教授主要从事碳循环与空气污染的模拟与数据同化研究，研发了我国新一代基于卫星遥感的全球碳同化系统GCASv2，区域大气污染物同化系统RAPAS等。现已在GRL、ESSD、JGR-A等期刊上发表SCI论文70篇，获得全国遥感青年科技人才奖、教育部自然科学二等奖、江苏省科学技术奖二等奖、浙江省环境保护科学技术一等奖等，研究成果入选国家“十三五”科技创新成就展。
在国家973计划项目和重点研发计划项目等的支持下，江飞教授构建了以我国为中心的嵌套式大气反演系统和基于卫星遥感的我国新一代全球碳同化系统GCASv2，并基于地面站点、飞机和卫星的大气CO2浓度观测数据，开展了全球及我国陆地生态系统碳汇的一系列反演研究。
图1 全球碳同化系统GCASv2构建
首先，江飞老师介绍了量化陆地生态系统碳汇的研究背景和重要意义。人为活动导致的CO2浓度上升被认为是引起当前全球变暖的主要原因。为了应对全球变暖，国际社会提出了“碳中和”目标，而实现该目标需准确量化全球及不同地区的陆地生态系统碳汇。大气反演利用大气CO2浓度观测数据，结合大气化学输送模型，采用优化算法，可提高全球和区域地表碳通量估算精度。
在研究背景的基础上，江飞老师讲解了基于质量守恒原理构建的大气反演方法，主要包括整体反演法和数据同化方法。当前CO2天空地一体化观测体系的逐渐成熟为构建全球碳同化系统提供了重要支持，GCASv2系统同化地面和卫星观测数据，引入“超级观测”方案，耦合了遥感驱动的生态系统模型BEPS，采用两步优化，先反演碳通量，后用优化通量模拟下一窗口初始场。
之后，江老师介绍了团队开发的全球陆地碳汇数据产品GCAS2021（基于GOSET卫星柱浓度数据的全球陆地碳汇数据产品），与其他现有碳通量产品相比，GCAS2021的反演结果较好。江老师依据GCAS2021估算了全球范围及区域范围内极端事件对热带地区陆地碳汇的影响，通过同化国产碳卫星柱浓度数据，优化计算了全球陆地碳汇。
最后，江飞老师分别讲述了基于地面站点、飞机观测和基于卫星观测的我国陆地碳汇反演估算结果，估算得到我国陆地碳汇在-0.25~-0.46PgC/yr，同时，评估了全球碳排放前五国家和地区的近10年碳中和状况及变化趋势。
图2 江老师讲述全球碳排放前5国家和地区的净碳通量反演
本次报告重点介绍了全球碳同化系统的构建、我国陆地生态系统碳汇反演估算、基于GOSAT卫星的全球陆地生态系统碳汇数据产品等几方面的研究成果。江飞教授的精彩报告得到了公司师生的热烈响应，在场及线上的老师和同学围绕CO2源汇与数据同化、模型构建等相关问题展开了深入的讨论和交流，增进了大家对于碳循环过程的认知和理解。