中国环境科学

作者：曹钰, 李如仁, 张慧芳, 李会亚, 方君君, 陈报章

单位：1. 沈阳建筑大学交通与测绘工程学院, 辽宁 沈阳 110168;2. 中国科学院地理科学与资源研究所, 地理信息科学与技术系国家重点实验室, 北京 100101;3. 广东省深圳生态环境监测中心站, 广东 深圳 518049;4. 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049;5. 江苏省地理信息资源与开发利用协同创新中心, 江苏 南京 210023

关键词：XCH4,GOSAT,TROPOMI,交叉验证,遥感

基金：中国科学院基础与交叉前沿科研B类先导专项(XDB0740300);资源与环境信息系统国家重点实验室自主创新项目(KPI005);新疆自治区重点研发计划项目(2021B03002-2);国家自然科学基金资助项目(41977404,41771114)

甲烷(CH4)作为大气中主要的温室气体,其空间分布特征是气候研究的主要内容.然而,多源卫星观测的甲烷柱浓度(XCH4)数据之间存在差异,对这些差异的系统评估有助于提高其科学应用的准确性.本研究对2019年3月~2023年2月期间的温室气体观测卫星(GOSAT, Greenhouse Gases Observing Satellite)和对流层观测仪(TROPOMI, TROPOspheric Monitoring Instrument)所获得的XCH4产品进行比较分析,并使用总碳柱观测网(TCCON, Total Carbon Column Observing Network)数据进行评估.结果表明,两颗卫星共同特征为:赤道附近XCH4较高,向两极递减,北半球的XCH4值普遍高于南半球;年际变化中,南半球的波动幅度较大,达到±15×10-9;季节变化表现为夏季较低,冬季较高.差异特征为:TROPOMI的数据量是GOSAT的1300倍;GOSAT在北美和非洲的年均增长率(13.08×10-9/a和13.92×10-9/a)略低于TROPOMI(13.34×10-9/a和14.12×10-9/a),且南美的年际振幅(16.10×10-9/a)较大;夏季两颗卫星的XCH4差异最大,为-5.00×10-9.经与TCCON数据验证分析显示:两颗卫星都具有较高的一致性,但也存在误差,具体而言TCCON与GOSAT和TROPOMI的差值分别为-7.61×10-9 (南北半球分别为-4.59×10-9和-4.63×10-9)和-5.03×10-9 (南北半球分别为-6.70×10-9和0.18×10-9).

来源：2025年第3期

《中国环境科学》期刊编辑部

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