甲烷濃度時空分布變化與下墊面耦合效應(yīng)研究.pdf

1、甲烷是主要的溫室氣體，其溫室效應(yīng)是CO2的72倍，從工業(yè)革命開始，大氣中甲烷的含量升高了一倍以上，因此，討論因人類活動引起的下墊面變化對甲烷排放的影響對大氣溫室效應(yīng)研究、指導(dǎo)節(jié)能減排有重要意義。本文以江蘇省為研究區(qū)，使用SCIAMACHY甲烷濃度產(chǎn)品、GlobeLand30地表覆蓋數(shù)據(jù)、氣象柵格數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)，分析2003年~2010年江蘇省近地表甲烷濃度數(shù)據(jù)時空分布特征和中尺度大氣甲烷濃度其時空分布及變化與下墊面（地表覆蓋、氣象因素

2、和地形地貌等）的耦合關(guān)系。
　　文章對SCIAMACHY WFM-DOAS甲烷濃度三級產(chǎn)品原始數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)、插值、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)等預(yù)處理，分別從月變化、季節(jié)變化和年際變化三個時間尺度進(jìn)行時間維的統(tǒng)計(jì)分析，從省、市、高程三個空間尺度進(jìn)行空間分布分析。其次，從定性和定量兩個角度討論了下墊面覆蓋類型和氣象因子與近地表甲烷濃度的耦合效應(yīng)。定性研究方面，分別對省、市的地表覆蓋變化與甲烷濃度變化進(jìn)行對比；定量研究方面，通過0.5°×0.5°（

3、經(jīng)度×緯度）尺度網(wǎng)格和氣象站點(diǎn)緩沖區(qū)兩種采樣方式，以Parman、Kendall的tau_b和Spearman三種相關(guān)系數(shù)為衡量指標(biāo)，對甲烷濃度數(shù)據(jù)和地表覆蓋數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行討論。最后，基于多年統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，對氣象因素及人類活動對甲烷分布的影響進(jìn)行分析。
　　研究結(jié)果表明，江蘇省近地表甲烷濃度，在時間上具有夏秋高、冬春低、整體隨時間波動上升的變化趨勢，在空間上具有南北高、沿海低、中部居中的分布特點(diǎn)。對甲烷濃度數(shù)據(jù)和地表覆蓋類型耦

4、合性的定性研究中發(fā)現(xiàn)，耕地面積的減少和人造地表的增加與甲烷濃度年均值的增加存在關(guān)聯(lián)；定量研究發(fā)現(xiàn)，人造地表和相關(guān)性隨時間的變化而變化，且相關(guān)性在夏秋兩季表現(xiàn)較為明顯。甲烷濃度與人造地表和耕地在夏季主要表現(xiàn)為正相關(guān)，其他季節(jié)表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)或相關(guān)性微弱；甲烷濃度與水體主要表現(xiàn)為正相關(guān)；甲烷濃度與海洋在夏季表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)；甲烷濃度與草地和森林在夏秋兩季均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，春秋兩季相關(guān)性減弱。究其原因，是大氣甲烷時空變化受到研究區(qū)域內(nèi)降水、溫度、土壤濕